BRPI1005701A2

BRPI1005701A2 - pneumÁtico com componente de borracha contendo àleo de palma epoxidado

Info

Publication number: BRPI1005701A2
Application number: BRPI1005701-3A
Authority: BR
Inventors: Marc Weydert; Andreas Frantzen; Patrick Wladislaw Stanislas Kunysz
Original assignee: Goodyear Tire & Rubber
Priority date: 2009-12-22
Filing date: 2010-12-15
Publication date: 2013-04-09
Also published as: CN102101921B; CN102101921A; US20110146873A1; EP2340946B1; EP2340946A1

Abstract

PNEUMÁTICO COM COMPONENTE DE BORRACHA CONTENDO àLEO DE PALMA EPOXIDADO. A presente invenção é dirigida a um pneumático que compreende pelo menos um componente selecionado a partir do grupo que consiste em talões, enchimentos, e camadas de flanco, o pelo menos um componente compreendendo uma composição de borracha, a composição de borracha compreendendo: pelo menos um elastômero à base de dieno; um óleo de palma epoxidado; onde a composição de borracha compreende menos do que 1 phr de ácido esteárico.

Description

"PNEUMÁTICO COM COMPONENTE DE BORRACHA CONTENDO ÓLEO DE PALMA EPOXI DADO" Antecedentes

A vulcanização, ou a cura, é um processo onde os elastômeros, naturais e/ou sinté- ticos, são misturados com diversos materiais, os quais farão com que o elastômero sofra reticulação com a aplicação de calor. Estes materiais são convencionalmente combinados com o elastômero para auxiliar a melhorar as propriedades físicas curadas do elastômero, p.ex., a resistência à tração e a sensibilidade à temperatura. A vulcanização e as proprie- dades melhoradas resultantes podem ser obtidas por reação do elastômero bruto com o enxofre, na presença de outros ativadores da cura. Os ácidos graxos, i.e., oléico e esteárico, têm sido comumente usados como ativadores na vulcanização das borrachas de dieno com o enxofre, na presença de oxido de zinco e um acelerador. Durante os estágios iniciais da vulcanização, o carboxilato de zinco (o produto de reação do oxido de zinco e o ácido graxo) reage com o acelerador para formar um complexo. Um ataque nucleofílico pelo complexo sobre o anel do enxofre ortorrômbico resulta na formação de um complexo de zinco pertio- mercapteto. Acredita-se que este complexo de zinco pertiomercapteto seja o agente de sul- furação responsável pela reticulação das cadeias do elastômero. Acredita-se que a função do ácido graxo, i.e., oléico ou esteárico, aumente a solubilidade do oxido de zinco e a reati- vidade subsequente do complexo de zinco pertiomercapteto. O ácido esteárico é comumen- te usado para a vulcanização; entretanto, o ácido esteárico sofre da desvantagem de uma alta taxa de pulverização, consequentemente causando alguma perda de propriedades de adesão. Em particular, a pulverização do ácido esteárico resulta na conservação insatisfató- ria da adesão nos componentes do pneu, tais como os talões, os enchimentos, e as cama- das de flanco, para a formação posterior do pneu. A perda de adesão em tais componentes dos grandes pneus industriais e para atividades fora da estrada é especialmente problemáti- ca. Portanto, existe uma necessidade pela conservação melhorada da adesão nos compo- nentes do pneu. Resumo

A presente invenção é dirigida a um pneumático que compreende pelo menos um componente selecionado a partir do grupo que consiste em talões, enchimentos, e camadas de flanco, o pelo menos um componente compreendendo uma composição de borracha, a composição de borracha compreendendo:

pelo menos um elastômero à base de dieno; um óleo de palma epoxidado; onde a composição de borracha compreende menos do que 1 phr de ácido esteári- co.

Descrição Divulga-se um pneumático compreendendo pelo menos um componente seleciona- do a partir do grupo que consiste em talões, enchimentos, e camadas de flanco, o pelo me- nos um componente compreendendo uma composição de borracha, a composição de bor- racha compreendendo: pelo menos um elastômero à base de dieno;

um óleo de palma epoxidado;

onde a composição de borracha compreende menos do que 1 phr de ácido esteári- co.

A composição de borracha inclui um óleo de palma epoxidado. O óleo de palma epoxidado é derivado de um óleo de palma. Os óleos de palma típicos são compreendidos de cerca de 43 a 47 por cento em peso de ácido palmítico, cerca de 38 a 42 por cento em peso de ácido oléico, cerca de 8 a 12 por cento em peso de ácido linoléico, cerca de 3 a 5 por cento em peso de ácido esteárico, e de cerca de 0,5 a 1,5 por cento em peso de ácido mirístico. O óleo de palma epoxidado é produzido por epoxidação do óleo de palma, se- guindo métodos tais como aqueles divulgados, por exemplo, na GB1.382.853 ou na JP11- 158486. Tipicamente, o óleo de palma é epoxidado de modo tal que uma fração das liga- ções duplas nos ácidos graxos do óleo de palma seja convertida em grupos funcionais epó- xido (i.e., oxirano). Em uma modalidade, de cerca de 2,4 a cerca de 3,6 por cento de liga- ções duplas disponíveis nos ácidos graxos do óleo de palma são convertidos em grupos epóxido no óleo de palma epoxidado. Em uma modalidade, de cerca de 2,6 a 3,4 por cento das ligações duplas disponíveis nos ácidos graxos do óleo de palma são convertidos em grupos epóxido no óleo de palma epoxidado. O óleo de palma epoxidado está disponível comercialmente como Ultra-Flex® EPO da Performance Additives.

O uso do óleo de palma epoxidado na composição de borracha faz uso de outras fontes de ácido graxo desnecessárias. Em particular, não se requer a adição usual de ácido esteárico como um auxiliar de cura, evita-se a experiência de pulverização usual com o áci- do esteárico e seu efeito simultâneo sobre a adesão do componente de borracha. Uma pe- quena quantidade de ácido esteárico é, contudo, incluída na composição de borracha devido à sua presença no óleo de palma epoxidado. Em uma modalidade, a composição de borra- cha compreende menos do que 1 phr de ácido esteárico. Em uma modalidade, a composi- ção de borracha compreende menos do que 0,75 phr de ácido esteárico.

A composição de borracha inclui pelo menos uma borracha à base de dieno adicio- nal. Os polímeros sintéticos representativos são os produtos da homopolimerização de bu- tadieno e seus homólogos e derivados, por exemplo, o metilbutadieno, o dimetilbutadieno e o pentadieno, bem como os copolímeros, tais como aqueles formados a partir de butadieno ou os seus homólogos ou derivados com outros monômeros insaturados. Entre estes estão os acetilenos, por exemplo, o vinil acetileno; as olefinas, por exemplo, o isobutileno, que copolimeriza com o isopreno para formar a borracha de butila; os compostos de vinila, por exemplo, o ácido acrílico, a acrilonitrila (que polimerizam com o butadieno para formar a NBR), o ácido metacrílico e o estireno, este composto copolimerizando com o butadieno para formar a SBR, bem como os ésteres vinílicos e os diversos aldeídos insaturados, ceto- nas e éteres, p.ex., a acroleína, a metil isopropenil cetona e o éter viniletílico. Os exemplos específicos das borrachas sintéticas incluem o neopreno (policloropreno), o polibutadieno (incluindo o cis-1,4-polibutadieno), o poliisopreno (incluindo o cis-1,4-poliisopreno), a borra- cha de butila, a borracha de halobutila, tal como a borracha de clorobutila ou a borracha de bromobutila, a borracha de estireno/isopreno/butadieno, os copolímeros de 1,3-butadieno ou isopreno com monômeros, tais como o estireno, a acrilonitrila e o metacrilato de metila, bem como os terpolímeros de etileno/propileno, também conhecidos como monômero de etile- no/propileno/dieno (EPDM), e em particular, os terpolímeros de etile- no/propileno/diciclopentadieno. Os exemplos adicionais de borrachas que podem ser usa- das incluem os polímeros polimerizados em solução funcionalizados na extremidade de al- cóxi-silila (SBR, PBR, IBR e SIBR), os polímeros ramificados em estrela acoplados ao silício e acoplados ao estanho. A borracha ou os elastômeros preferidos são a borracha natural, o poliisopreno sintético, o polibutadieno e a SBR.

Em um aspecto, a borracha é preferivelmente de pelo menos duas das borrachas à base de dieno. Por exemplo, prefere-se uma combinação de duas ou mais borrachas, tal como a borracha de eis 1,4-poliisopreno (natural ou sintética, embora a natural seja preferi- da), a borracha de 3,4-poliisopreno, a borracha de estireno/isopreno/butadieno, as borra- chas de estireno/butadieno derivadas da polimerização em solução, as borrachas de eis 1,4- polibutadieno e os copolímeros de butadieno/acrilonitrila preparados por polimerização em emulsão.

Em um aspecto desta invenção, poderia ser usado um estireno/butadieno derivado

por polimerização em emulsão (E-SBR) tendo um teor de estireno relativamente convencio- nal de cerca de 20 a cerca de 28 por cento de estireno ligado ou, para algumas aplicações, uma E-SBR tendo um teor de estireno ligado médio a relativamente alto, a saber, um teor de estireno ligado de cerca de 30 a cerca de 45 por cento. Por E-SBR preparada por polimerização em emulsão pretende-se que o estireno e

o 1,3-butadieno sejam copolimerizados como uma emulsão aquosa. Tal é bastante conhe- cido para aqueles versados na técnica. O teor de estireno ligado pode variar, por exemplo, de cerca de 5 a cerca de 50 por cento. Em um aspecto, a E-SBR pode também conter acri- lonitrila para formar uma borracha de terpolímero, como E-SBAR, em quantidades, por e- xemplo, de cerca de 2 a cerca de 30 por cento em peso de acrilonitrila ligada no terpolímero.

As borrachas de copolímero de estireno/butadieno/acrilonitrila preparadas por poli- merização em emulsão, contendo cerca de 2 a cerca de 40 por cento em peso de acrilonitri- Ia ligada no copolímero, são também contempladas como borrachas à base de dieno para uso nesta invenção.

A SBR preparada por polimerização em solução (S-SBR) tipicamente tem um teor de estireno ligado em uma faixa de cerca de 5 a cerca de 50, cerca de 9 a cerca de 36, por cento. A S-SBR pode ser convenientemente preparada, por exemplo, por catalisação de organo lítio, na presença de um solvente de hidrocarboneto orgânico.

Em uma modalidade, a borracha de eis 1,4-polibutadieno (BR) pode ser usada. Tal BR pode ser preparada, por exemplo, através de polimerização em solução orgânica do 1,3- butadieno. A BR pode ser convenientemente caracterizada, por exemplo, tendo pelo menos um teor de eis 1,4 de 90 por cento.

As borrachas naturais de eis 1,4-poliisopreno e eis 1,4-poliisopreno são bastante conhecidas para aqueles tendo habilidade na técnica de borracha.

Em uma modalidade, utiliza-se a borracha de eis 1,4-polibutadieno (BR). As borra- chas de polibutadieno adequadas podem ser preparadas, por exemplo, através de polimeri- zação em solução orgânica do 1,3-butadieno. A BR pode ser convenientemente caracteriza- da, por exemplo, tendo pelo menos um teor de eis 1,4 de 90 por cento e uma temperatura de transição vítrea Tg em uma faixa de -95 a -105°C. As borrachas de polibutadieno ade- quadas estão disponíveis comercialmente, tais como Budene® 1207 da Goodyear e simila- res.

Em uma modalidade, pode ser usada uma borracha de poliisopreno sintética ou na-

tural.

Uma referência à temperatura de transição vítrea, ou Tg, de um elastômero ou composição de elastômero, onde mencionada neste documento, representa a(s) temperatu- ra^) de transição vítrea do elastômero ou da composição de elastômero respectiva em seu estado não curado ou, possivelmente, um estado curado em um caso de uma composição de elastômero. Uma Tg pode ser adequadamente determinada como um ponto central de pico por um calorímetro de varredura diferencial (DSC), em uma taxa de temperatura de aumento de 10°C por minuto.

O termo "phr", conforme usado neste documento, e de acordo com a prática con- vencional, refere-se a "partes em peso de um material respectivo por 100 partes em peso de borracha, ou elastômero".

A composição de borracha pode incluir também o óleo de processamento. Entretan- to, o óleo de palma epoxidado pode parcial ou completamente substituir quaisquer quanti- dades de óleo de processamento. Na medida em que ele for usado, então, o óleo de pro- cessamento pode ser incluído na composição de borracha como óleo extensor tipicamente usado para estender os elastômeros. O óleo de processamento pode também ser incluído na composição de borracha por adição do óleo diretamente durante a combinação da borra- cha. O óleo de processamento usado pode incluir tanto o óleo de extensão presente nos elastômeros, quanto o óleo de processo adicionado durante a combinação. Os óleos de processo adequados incluem os diversos óleos como são conhecidos na técnica, incluindo os óleos aromáticos, parafínicos, naftênicos, vegetais, e os óleos com baixo teor de PCA, tais como os óleos de MES, TDAE, SRAE e naftênicos pesados. Os óleos com baixo teor de PCA adequados incluem aqueles tendo um teor de aromático policíclico de menos do que 3 por cento em peso, como determinado pelo método IP346. Os procedimentos para o método IP346 podem ser encontrados em Standard Methods for Analvsis & Testinq of Petro- leum and Related Products e British Standard 2000 Parts. 2003, 62a edição, publicado pelo Institute of Petroleum, Reino Unido.

A composição de borracha pode incluir de cerca de 10 a cerca de 100 phr de sílica.

Os pigmentos siliciosos comumente empregados, os quais podem ser usados no composto de borracha, incluem os pigmentos siliciosos pirogênicos e precipitados conven- cionais (sílica). Em uma modalidade, a sílica precipitada é utilizada. Os pigmentos siliciosos convencionais empregados nesta invenção são as sílicas precipitadas, tais como, por e- xemplo, aquelas obtidas pela acidificação de um silicato solúvel, p.ex., o silicato de sódio.

Tais sílicas convencionais poderiam ser caracterizadas, por exemplo, por terem uma área de superfície de BET, como medida usando o gás nitrogênio. Em uma modalida- de, a área de superfície de BET pode estar na faixa de cerca de 40 a cerca de 600 metros quadrados por grama. Em uma outra modalidade, a área de superfície de BET pode estar em uma faixa de cerca de 80 a cerca de 300 metros quadrados por grama. O método de BET de medir a área de superfície é descrito no Journal of the American Chemical Societv, Volume 60, Página 304 (1930).

A sílica convencional pode também ser caracterizada por ter um valor de absorção de ftalato de dibutila (DBP) em uma faixa de cerca de 100 a cerca de 400, alternativamente cerca de 150 a cerca de 300.

A sílica convencional poderia ser esperada ter um tamanho de partícula final médio, por exemplo, na faixa de 0,01 a 0,05 mícron, como determinado pelo microscópio eletrônico, embora as partículas de sílica possam ser de tamanho ainda menor, ou possivelmente mai- or.

Podem ser usadas diversas sílicas comercialmente disponíveis, tais como, somente para exemplo neste documento, e sem limitação, as sílicas comercialmente disponíveis da PPG Industries sob a marca registrada Hi-Sil com as designações 210, 243, etc.; as sílicas disponíveis da Rhodia, com, por exemplo, as designações de Z1165MP e Z165GR, e as sílicas disponíveis da Degussa AG com, por exemplo, as designações VN2 e VN3, etc.

Os negros de fumo comumente empregados podem ser usados como uma carga convencional, em uma quantidade variando de 10 a 100 phr. Os exemplos representativos de tais negros de fumo incluem o 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. Es- tes negros de fumo têm absorções de iodo que variam de 9 a 145 g/kg e número de DBP variando de 34 a 150 cm3/100 g.

Podem ser usadas outras cargas na composição de borracha, incluindo, porém não limitadas às cargas de particulados que incluem o polietileno de peso molecular ultra alto (UHMWPE), os géis de polímeros de particulados reticulados incluindo, porém não limitados àqueles divulgados nas Patentes U.S. Nos 6.242.534; 6.207.757; 6.133.364; 6.372.857; 5.395.891; ou 6.127.488, e a carga de compósito de amido plastificado incluindo, porém não limitado àquela divulgada na Patente U.S. N0 5.672.639. Tais outras cargas podem ser usa- das em uma quantidade que varia de 1 a 30 phr.

Em uma modalidade, a composição de borracha pode conter um composto de or- ganossilício contendo enxofre convencional. Os exemplos de compostos de organossilício contendo enxofre adequados são da fórmula:

Z — Alk — Sn — Alk — Zl

em que Z é selecionado a partir do grupo que consiste em

R1R1R2

Ill

— Si — R1— Si — R2— Si — R2

Ill

R21R2eR2

onde R1 é um grupo alquila de 1 a 4 átomos de carbono, cicloexila ou fenila; R2 é alcóxi de 1 a 8 átomos de carbono, ou cicloalcóxi de 5 a 8 átomos de carbono; Alk é um hi- drocarboneto divalente de 1 a 18 átomos de carbono e η é um número inteiro de 2 a 8.

Em uma modalidade, os compostos de organossilício contendo enxofre são os po- Iissulfetos de 3,3'-bis(trimetóxi ou trietóxi sililpropila). Em uma modalidade, os compostos de organossilício contendo enxofre são o dissulfeto de 3,3'-bis(trietoxissililpropila) e/ou o tetras- sulfeto de 3,3'-bis(trietoxissililpropila). Portanto, como para a fórmula I, Z pode ser R2

I

-Si- R2

I

R2

onde R2é um alcóxi de 2 a 4 átomos de carbono, alternativamente 2 átomos de car-

bono; 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 uma outra modalidade, os compostos de organossilício contendo enxofre ade- quados incluem os compostos divulgados na Patente U.S. N0 6.608.125. Em uma modali- dade, os compostos de organossilício contendo enxofre incluem o 3-(octanoiltio)-1- propiltrietoxissilano, CH3(CH2)6C(=0) -S-CH2CH2CH2Si(OCH2CH3)3, que está disponível comercialmente como NXT® da Momentive Performance Materials.

Em uma outra modalidade, os compostos de organossilício contendo enxofre ade- quados incluem aqueles divulgados na Publicação de Patente U.S. N0 2003/0130535. Em uma modalidade, o composto de organossilício contendo enxofre é o Si-363 da Degussa.

A quantidade do composto de organossilício contendo enxofre em uma composição de borracha variará dependendo do nível de outros aditivos que forem usados. Falando de um modo geral, a quantidade do composto variará de 0,5 a 20 phr. Em uma modalidade, a quantidade variará de 1 a 10 phr.

Entende-se prontamente por aqueles tendo habilidade na técnica que a composição de borracha seria combinada por métodos geralmente conhecidos na técnica de combina- ção de borracha, tais como a mistura das diversas borrachas constituintes vulcanizáveis por enxofre com os diversos materiais aditivos comumente usados, tais como, por exemplo, os doadores de enxofre, os auxiliares de cura, tais como os ativadores e os retardadores e os aditivos de processamento, tais como os óleos, as resinas, incluindo as resinas de pegajosi- ce e os plastificantes, as cargas, os pigmentos, o oxido de zinco, as ceras, os antioxidantes e os antiozonizantes e os agentes de peptização. Os ácidos graxos, além daqueles presen- tes no óleo de palma epoxidado, não são adicionados. Conforme sabido para aqueles ver- sados na técnica, dependendo do uso pretendido do material vulcanizável com enxofre e vulcanizado com enxofre (borrachas), os aditivos mencionados acima são selecionados e comumente usados em quantidades convencionais. Os exemplos representativos de doado- res de enxofre incluem o enxofre elementar (enxofre livre), um dissulfeto de amina, o polis- sulfeto polimérico e os adutos de enxofre olefina. Em uma modalidade, o agente de vulcani- zação de enxofre é o enxofre elementar. O agente de vulcanização de enxofre pode ser u- sado em uma quantidade variando de 0,5 a 8 phr, alternativamente com uma faixa de 1,5 a 6 phr. As quantidades típicas de resinas de pegajosice, se usadas, compreendem cerca de 0,5 a cerca de 10 phr, normalmente cerca de 1 a cerca de 5 phr. As quantidades típicas de auxiliares de processamento compreendem cerca de 1 a cerca de 50 phr. As quantidades típicas de antioxidantes compreendem cerca de 1 a cerca de 5 phr. Os antioxidantes repre- sentativos podem ser, por exemplo, a difenil-p-fenilenodiamina e outros, tais como, por e- xemplo, aqueles divulgados no The Vanderbilt Rubber Handbook (1978), Páginas 344 até 346. As quantidades típicas de antiozonizantes compreendem cerca de 1 a 5 phr. As quanti- dades típicas de ceras compreendem cerca de 1 a cerca de 5 phr. Freqüentemente são usadas as ceras microcristalinas. As quantidades típicas de peptizantes compreendem cer- ca de 0,1 a cerca de 1 phr. Os peptizantes típicos podem ser, por exemplo, o pentaclorotio- fenol e o dissulfeto de dibenzamidodifenila.

Os aceleradores são usados para controlar o tempo e/ou a temperatura requeridos para a vulcanização e para melhorar as propriedades do vulcanizado. Em uma modalidade, pode ser usado um sistema de acelerador individual, i.e, o acelerador primário. 0(s) acele- radores) primário(s) pode(m) ser usado(s) em quantidades totais variando de cerca de 0,5 a cerca de 4, alternativamente cerca de 0,8 a cerca de 1,5 phr. Em uma outra modalidade, as combinações de um acelerador primário e um secundário podem ser usadas, com o acele- rador secundário sendo usado em quantidades menores, tais como de cerca de 0,05 a cerca de 3 phr, para ativar e melhorar as propriedades do vulcanizado. As combinações destes aceleradores podem ser esperadas produzir um efeito sinérgico sobre as propriedades finais e são algo melhores do que aqueles produzidos pelo uso de um ou outro acelerador sozi- nho. Além disso, podem ser usados aceleradores de ação retardada, os quais não são afe- tados pelas temperaturas normais de processamento, porém produzem uma cura satisfató- ria nas temperaturas de vulcanização usuais. Os retardadores da vulcanização podem tam- bém ser usados. Os tipos adequados de aceleradores que podem ser usados na presente invenção são as aminas, os dissulfetos, as guanidinas, as tiouréias, os tiazóis, os tiurams, as sulfenamidas, os ditiocarbamatos e os xantatos. Em uma modalidade, o acelerador pri- mário é uma sulfenamida. Se for usado um segundo acelerador, o acelerador secundário pode ser um composto de guanidina, ditiocarbamato ou tiuram. As guanidinas adequadas incluem a difenilguanidina e similares. Os tiurams adequados incluem o dissulfeto de tetra- metiltiuram, o dissulfeto de tetraetiltiuram, e o dissulfeto de tetrabenziltiuram.

A mistura da composição de borracha pode ser efetuada por métodos conhecidos para aqueles tendo habilidade na técnica de mistura de borrachas. Por exemplo, os ingredi- entes são tipicamente misturados em pelo menos dois estágios, a saber, pelo menos um estágio não produtivo, seguido por um estágio de mistura produtivo. Os curativos finais que incluem os agentes de vulcanização de enxofre são tipicamente misturados no estágio final que é convencionalmente chamado o estágio de mistura "produtivo", no qual a mistura tipi- camente ocorre em uma temperatura, ou temperatura final, menor do que a(s) temperatu- ra(s) de mistura do(s) estágio(s) de mistura não produtivo(s) precedente(s). Os termos es- tágios de mistura "não produtivos" e "produtivos" são bastante conhecidos para aqueles ten- do habilidade na técnica de mistura de borrachas. A composição de borracha pode ser submetida a uma etapa de mistura termomecânica. A etapa de mistura termomecânica ge- ralmente compreende um trabalho mecânico em um misturador ou extrusora, por um perío- do de tempo adequado para produzir uma temperatura da borracha entre 140°C e 190°C. A duração apropriada do trabalho termomecânico varia como uma função das condições de operação, e do volume e natureza dos componentes. Por exemplo, o trabalho termomecâ- nico pode ser de 1 a 20 minutos.

A composição de borracha pode ser incorporada em uma cobertura de arame do ta- lão, enchimento, ou camada de flanco do pneu. Um talão típico com cobertura de espuma, ou cobertura de arame, é descrito, por exemplo, na U.S. 6.120.911 e na U.S. 6.966.351.

Um enchimento típico é descrito na U.S. 6.776.206. Uma camada de flanco típica para um pneu grande é descrita, por exemplo, na U.S. 6.223.796. Em uma modalidade, o compo- nente é uma cobertura de arame do talão.

O pneumático da presente invenção pode ser um pneumático de corrida, pneumáti- co de passeio, pneumático de aeronave, pneumático industrial, de escavadeira, para ativi- dades fora da estrada, de caminhão, e similar. O pneumático pode também ser um radial ou diagonal.

Em uma modalidade, o pneumático é um pneumático grande para caminhões, in- dustrial, ou do tipo fora da estrada. Em tais pneumáticos grandes, é importante manter a boa adesão entre os componentes durante a formação do pneumático, devido às grandes dimensões e às altas tensões experimentadas pelo pneumático. Para esta finalidade, um nível suficiente de adesão, ou aderência, de certos componentes, tais como o talão, o en- chimento, e quaisquer camadas de flanco, é importante para obter a boa adesão no pneu- mático final. Por pneumático grande pretende-se que o tamanho do pneumático seja pelo menos um diâmetro da roda de 60,96 centímetros (24 polegadas). Em uma modalidade, então, o pneumático tem um diâmetro da roda maior do que 60,96 centímetros (24 polega- das). Em uma modalidade, o pneumático tem um diâmetro da roda maior do que 76,2 cen- tímetros (30 polegadas). Em uma modalidade, o pneumático tem um diâmetro da roda mai- or do que 91,44 centímetros (36 polegadas).

Conforme se sabe na técnica, o arame do talão é tipicamente revestido com um composto de borracha antes de embutir o arame em um talão. Para adicionar aderência entre os arames do talão e como um auxílio em proporcionar adesão ao talão, um tecido impregnado com um adesivo é algumas vezes enrolado em torno do talão, ver, por exemplo, a U.S. 4.501.791; a U.S. 4.097.321; e a U.S. 7.578.328 quanto aos exemplos das assim chamadas mantas dos talões, dos métodos para enrolar os talões, e dos pneumáticos com mantas dos talões. Além disso, na área de união do talão, ou seja, a área onde as extremi- dades do arame estão expostas, é algumas vezes necessário enrolar o talão com uma man- ta do talão para prender as extremidades do arame e impedir que estas extremidades do arame se estendam para os componentes adjacentes do pneumático. Tais mantas de união estão tipicamente dispostas dentro de aproximadamente 3 dimensões das seções transver- sais da união (por dimensões das seções transversais, pretende-se o comprimento máximo na seção transversal do talão; para um talão redondo, isto seria o diâmetro). O uso de tais mantas do talão adiciona complexidade e custo ao processo de formação do pneumático, é desejável evitar usar tais mantas, se possível. O uso de um composto de cobertura do ara- me do talão pode permitir a eliminação da manta do talão, exceto na área da união. Em uma modalidade, então, o componente do pneumático é um talão com uma cobertura de arame do talão compreendendo o óleo de palma epoxidado.

A vulcanização do pneumático da presente invenção é geralmente realizada nas

temperaturas convencionais que variam de cerca de IOO0C a 200°C. Em uma modalidade, a vulcanização é conduzida em temperaturas que variam de cerca de 110°C a 180°C. Quaisquer dos processos de vulcanização usuais podem ser usados, tais como aquecimen- to em uma prensa ou molde, aquecimento com vapor superaquecido ou ar quente. Tais pneumáticos podem ser construídos, conformados, moldados e curados por diversos méto- dos, os quais são conhecidos e serão prontamente aparentes para aqueles tendo habilidade em tal técnica.

A invenção é adicionalmente ilustrada pelos exemplos não Iimitativos a seguir.

Exemplo 1

Neste exemplo, ilustra-se uma composição de borracha que inclui um óleo de pal-

ma epoxidado. Os compostos de borracha foram preparados seguindo um procedimento de mistura de múltiplas etapas. Os compostos tinham formulações como indicadas na Tabela 1, com todas as quantidades dadas em phr. As amostras foram testadas quanto às proprie- dades físicas, com os resultados dados na Tabela 2. SBAT corresponde ao Método 1 ASTM D1871.

As viscosidades Mooney (ML.sub.1+4 (100 0C)) e o Mooney scorch (t+5, T+20) fo- ram medidas sobre um Flexsys MV2000.

As propriedades viscoelásticas Tan Delta e G' foram medidas usando um Analisa- dor de Processo de Borracha (RPA) da Alpha Technologies. Uma descrição do RPA 2000, a sua capacidade, a preparação da amostra, os testes e os subtestes podem ser encontra- dos nestas referências, H A Pawlowski e J S Dick, Rubber World, junho de 1992; J S Dick e H A Pawlowski, Rubber World, janeiro de 1997; e J S Dick e J A Pawlowski, Rubber & Plas-

tics News, 26 de abril e 10 de maio de 1993. Tabela 1

N0 da Amostra 12 3

Elastômeros 100 100 100

NegrodeFumo 124 125 110

Sflica 15,3 15 0

Resinas 7,17 4 17,7

Óxido de Zinco 5 5 4,5

Enxofre 5 4 4

Aceleradores 1,57 1,7 1,5 Óleo de Breu 20 0 0

Óleo Naftênico 0 25 0

Óleo de Palma Epoxidado O O 15

Ácido Esteárico 3 3 0

Tabela 2

N0 da Amostra 1 2 3 Plasticidade MV2000 Teste: a 100°C, Tipo de Rotor = Pequeno Viscosidade Final, Unidades Mooney 68,6 56,8 54,4 MV2000 SCORCH Teste: A 121 °C, Tipo de Rotor = Pequeno T+5, minutos 23,9 5,6 16,6 T+20, minutos 45,2 55,0 19,3 RPA2000 Teste: a 100°C, Freqüência = 1 Hz, Varredura da Defor- mação = 1/2/5/10, Varredura da Deformação = 1/2/5/10/15/50 G11%, MPa 8,6 7,7 9,3 G' 5%, MPa 5,8 5,3 5,3 G' 15%, MPa 4,6 4,1 3,6 Tração a Frio DIN 53504 Cura: 74 min a 160°C; Teste: a 23°C, Velocidade de Tra- ção = 20 cm/min Alongamento na Ruptura, % 115 106 177 Módulo a 100%, MPa 12,6 12,7 7,5 Resistência à Tração, MPa 14,6 13,4 14,5 Shore D 50 44 41 SBAT-Adesão do Arame do Talão Cura: 74 min a 160°C; Teste: a 23°C 0,18288 cm (0,072") Força de Extração, Original, N 1894 1539 1092 Força de Extração, Envelhecido 2 dias a 121 °C, N 588 447 904 Força de Extração, Envelhecido 5 dias a 121 °C, N 499 189 321 Exemplo 2

Neste exemplo, ilustra-se a capacidade de conservar a adesão pelos componentes do pneumático feitos com a composição de borracha que inclui o óleo de palma epoxidado. A "pegajosidade" ou adesão de um componente de borracha é uma indicação relativa da capacidade do componente de aderir e permanecer aderido aos outros componentes do pneumático durante o processo de formação do pneumático. Alguns componentes do pneumático, incluindo os talões, os enchimentos, e as camadas de flanco, são tipicamente produzidos com antecedência da formação do pneumático e podem ser armazenados por diversas semanas, antes do uso.

Os talões produzidos usando os compostos do Exemplo 1 foram armazenados até três meses e avaliados quanto à adesão. Estas avaliações mostraram que os talões produ- zidos usando o óleo de palma epoxidado de acordo com a presente invenção tinham pelo menos 50 por cento de conservação da adesão superior em comparação com os talões de controle.

Tal adesão pode ser medida por uma técnica descrito na publicação "Role of Phe- nolic Tackifiers in Polyisoprene Rubber," F. L. Magnus e G. R. Hamed, Rubber Chemistry and Technology, vol. 64, páginas 65-73 (1991).

Embora certas modalidades e detalhes representativos tenham sido mostrados pa- ra o propósito de ilustrar a invenção, será aparente para aqueles versados nesta técnica que podem ser feitas diversas alterações e modificações nela, sem sair do espírito ou do escopo da invenção.

Claims

1. Pneumático, CARACTERIZADO por pelo menos um componente selecionado a partir do grupo que consiste em talões, enchimentos, e camadas de flanco, o pelo menos um componente compreendendo uma composição de borracha, a composição de borracha compreendendo: pelo menos um elastômero à base de dieno; um óleo de palma epoxidado; onde a composição de borracha compreende menos do que 1 phr de ácido esteári- co.

2. Pneumático, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o óleo de palma epoxidado é derivado de um óleo de palma compreendendo de 43 a 47 por cento em peso de ácido palmítico, de 38 a 42 por cento em peso de ácido oléico, de 8 a 12 por cento em peso de ácido linoléico, de 3 a 5 por cento em peso de ácido esteárico, e de 0,5 a 1,5 por cento em peso de ácido mirístico.

3. Pneumático, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a quantidade de óleo de palma epoxidado varia de 1 a 20 phr.

4. Pneumático, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a quantidade de óleo de palma epoxidado varia de 3 a 18 phr.

5. Pneumático, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o componente é um talão tendo um comprimento de seção transversal, e o talão exclui uma manta do talão de tecido disposta depois de três comprimentos de seções transversais de uma união do talão.

6. Pneumático, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a composição de borracha compreende menos do que 0,75 phr de ácido esteárico.

7. Pneumático, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o óleo de palma epoxidado tem 2,4 a 3,6 por cento de epoxidação.

8. Pneumático, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o pneumático é dimensionado para um diâmetro da roda de pelo menos 60,96 centíme- tros (24 polegadas).

9. Pneumático, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o pneumático é dimensionado para um diâmetro da roda de pelo menos 76,2 centíme- tros (30 polegadas).

10. Pneumático, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o pneumático é dimensionado para um diâmetro da roda de pelo menos 91,44 centíme- tros (36 polegadas).