BR102012013183B1 - pneu de borracha pneumática com banda de rodagem de borracha circunferencial - Google Patents

Abstract

pneu com banda de rodagem de borracha de polibutadieno. trata-se de pneu de borracha pneumática destinado para o serviço pesado que tem uma banda de rodagem configurada com cobertura / base com uma camada de borracha de cobertura de banda de rodagem rica em borracha de cis 1,4-polibutadieno especializado contendo sílica.

Description

“PNEU DE BORRACHA PNEUMÁTICA COM BANDA DE RODAGEM DE BORRACHA CIRCUNFERENCIAL” Campo da invenção [001] Pneu de borracha pneumática destinado para serviço pesado, que tem uma banda de rodagem configurada com cobertura/base com uma camada de borracha de cobertura de banda de rodagem rica em borracha de cis 1,4-polibutadieno especializado contendo sílica.

Fundamentos da invenção [002] Os pneus de borracha pneumática destinados para serviço pesado (pneus de borracha para serviço pesado) têm convencionalmente uma banda de rodagem com uma construção em camadas de cobertura/base, onde a camada de cobertura de borracha externa contém a superfície de rodagem da banda de rodagem e onde o elastômero da camada de borracha de cobertura de banda de rodagem compreende principalmente borracha de cis 1,4-poliisopreno natural e são, portanto, ricos em borracha natural. Tais bandas de rodagem de pneu têm muitas vezes uma pequena quantidade de borracha de cis 1,4-polibutadieno para promover a resistência ao desgaste da banda de rodagem para o pneu.

[003] A borracha de polibutadieno não é geralmente considerada como sendo adequada como um elastômero primário para bandas de rodagem de pneu para serviço pesado.

[004] Portanto, é apresentado um desafio para avaliar se uma borracha sintética, ou seja, borracha de cis 1,4-polibutadieno sintética pode ser usada para substituir uma quantidade significante de borracha natural para tais bandas de rodagem de pneu para serviço pesado e alcançar uma combinação de resistência ao desgaste adequada (resistência à abrasão) com resistência ao rasgamento similar (resistência ao rasgamento) para a composição de borracha da banda de rodagem de pneu, as quais são propriedades da composição de borracha desejáveis para a camada de borracha de cobertura de banda de rodagem para serviço pesado e, também, com processabilidade adequada da composição de borracha não curada para a preparação da banda de rodagem. Uma borracha de cis 1,4-polibutadieno sintética especializada é avaliada acerca de tal propósito.

[005] Tal borracha de cis 1,4-polibutadieno é considerada no presente documento como especializada em um sentido de diferença dos elastômeros de cis 1,4-polibutadieno mais convencionais.

[006] Na descrição desta invenção, os termos tais como "borracha composta", "composto de borracha" e "composto", se usados no presente documento, se referem a composições de borrachas que contêm ao menos um elastômero misturados com diversos ingredientes, que incluem agentes de cura, tais como enxofre e aceleradores de cura . Os termos "elastômero" e "borracha" podem ser usados no presente documento de maneira intercambiável, exceto onde indicado em contrário. Acredita-se que tais termos são bem conhecidos pelos indivíduos versados em tal técnica.

Descrição e prática da invenção [007] De acordo com esta invenção, é fornecido um pneu de borracha pneumática que tem uma banda de rodagem de borracha circunferencial, onde a dita banda de rodagem consiste em uma composição de borracha rica em borracha de cis 1,4-polibutadieno especializado contendo sílica que contém menos que 50 phr de borracha de cis 1,4-poliisopreno (particularmente, borracha de cis 1,4-poliisopreno natural) e que compreende, com base em partes em peso por 100 partes em peso da borracha da banda de rodagem (phr), (A) cerca de 55 a cerca de 85, alternativamente, cerca de 65 a cerca de 80, phr de borracha de cis 1,4-polibutadieno especializado, e (B) cerca de 45 a cerca de 15, alternativamente, cerca de 35 a cerca de 20 phr de ao menos um elastômero à base de dieno adicional que inclui a borracha de cis 1,4-poliisopreno, de preferência, borracha de cis 1,4-poliisopreno, [008] em que a dita borracha de cis 1,4-polibutadieno especializado tem uma microestrutura que compreende cerca de 96 a cerca de 99 por cento de unidade de cis 1,4-isoméricas, um peso molecular numérico médio (Mn) em uma faixa a partir de cerca de 150.000 a cerca de 200.000 (um Mn relativamente baixo para um elastômero de cis 1,4-polibutadieno) e um índice de heterogeneidade (Mw/Mn) em uma faixa a partir de cerca de 1,5/1 a cerca de 2,1/1 (uma faixa de índice de heterogeneidade relativamente moderado que ilustra uma disparidade moderada entre seus pesos moleculares ponderados médios e numéricos médios), (C) cerca de 40 a cerca de 110, alternativamente cerca de 50 a cerca de 80, phr de carga de reforço, em que a dita carga de reforço consiste em uma combinação de negro de fumo de reforço de borracha e sílica amorfa sintética (sílica precipitada) que compreende: (1) cerca de 20 a cerca de 60, alternativamente, cerca de 20 a cerca de 50, phr de negro de fumo de reforço de borracha, e (2) cerca de 10 a cerca de 80, alternativamente, cerca de 20 a cerca de 50, phr de sílica precipitada; e (D) agente de acoplamento (para a dita sílica precipitada) que tem uma porção reativa com grupos hidroxila (por exemplo, grupos silanol) na dita sílica precipitada e outras porção diferente interativa com ligações duplas de carbono a carbono da dita borracha de cis 1,4-polibutadieno.

[009] Um aspecto significante desta invenção consiste no fornecimento da dita banda de rodagem de pneu de uma composição de borracha que tem seu componente de borracha fornecido como uma dita composição rica em borracha de cis 1,4-polibutadieno especializado contendo sílica.

[010] Isto é considerado no presente documento significante no sentido em que tal prática consiste em uma divergência das práticas mais antigas para uma banda de rodagem de pneu para serviço pesado, cujo elastômero seria, de outra forma, principalmente composto de borracha de cis 1,4-poliisopreno natural.

[011] Em uma modalidade da invenção, para a carga de reforço, o dito negro de fumo de reforço de borracha consiste em um negro de fumo de reforço de borracha de alta estrutura com tamanho de partícula relativamente pequeno que tem um valor de adsorção de iodo (ASTM D1510) em uma faixa de cerca de 110 a cerca de 145 g/kg, o qual é indicativo de um negro de fumo com tamanho relativamente pequeno em conjunto com um valor de dibutilftalato (DBP) (ASTM D2414) em uma faixa de cerca de 110 a cerca de 140, cc/100g, o qual é indicativo de um negro de fumo de alta estrutura. Os representantes de tais negros de fumo de reforço de borracha de alta estrutura e com tamanho pequeno consistem, por exemplo, em negros de fumo de reforço de borracha designados por ASTM como os negros de fumo N121 e N205 exemplificadores. Os exemplos de diversos negros de fumo de reforço de borracha em conjunto com seus valores numéricos de iodo e valores de DBP, podem ser encontrados no Vanderbilt Rubber Handbook, (1990), 13- edição, páginas 416 a 419.

[012] O uso do(s) negro(s) de fumo de reforço de borracha de alta estrutura e com tamanho pequeno, com tal faixa de valor de adsorção de iodo e faixa de valor de DBP, é considerado no presente documento importante a fim de promover boa resistência à abrasão, ou coeficiente de atrito, e rigidez maior para a banda de rodagem de pneu, para promover controle nas curvas e manuseio do pneu, e também histerese otimizada ou relativamente alta e melhor resistência ao rasgamento, as quais consistem em propriedades desejáveis para a composição de borracha da banda de rodagem desta invenção.

[013] Em prática, o dito agente de acoplamento pode ser composto de um polissulfeto de bis (3-trialcoxisililalquil) que tem uma média a partir de 2 a 4, alternativamente, uma média a partir de cerca de 2 a cerca de 2,6 ou uma média a partir de cerca de 3,4 a cerca de 3,8, e átomos de enxofre de conexão em sua ponte polissulfídica ou composto de um alcoxiorganomercaptosilano. Tais agentes de acoplamento são bem conhecidos pelos indivíduos versados em tal técnica.

[014] Em prática, é previsto que o elastômero de polibutadieno especializado possa consistir em um polibutadieno preparado com catalisador de neodímio preparado, por exemplo, por meio da polimerização de monômero de 1,3-polibutadieno em uma solução de solvente orgânico na presença de um sistema de catalisador que compreende composto de neodímio, um alumínio alquil e um composto de liberação de cloreto de alumínio, e onde o polímero de polibutadieno pode ser acoplado, por exemplo, mediante o tratamento da mistura de reação com, por exemplo, um cloreto de enxofre, tal como, por exemplo, dicloreto de dienxofre, conforme mencionado na patente U.S. no. 5.567.784, contanto que possua a microestrutura, o peso molecular e o índice de heterogeneidade citado anteriormente. Os representantes de compostos de neodímio podem ser, por exemplo, neodecanoato de neodímio, octanoato de neodímio ou versalato de neodímio. Os compostos de neodímio podem ser derivados a partir de um sabão de carboxilato de neodímio, tal como, por exemplo, Nd(R-C00)3. Os representantes de compostos de alumínio alquil podem ser, por exemplo, triisobutilalumínio (TIBA) e hidreto de diisobutilalumínio (DIBAH). Os representantes de compostos de liberação de cloreto de alumínio podem ser, por exemplo, cloreto de dietilalumínio, em todos os casos, contanto que o elastômero de polibutadieno especializado possua a microestrutura, peso molecular e índice de heterogeneidade e faixas de Tg citadas anteriormente.

[015] Portanto, o catalisador para a preparação do dito elastômero de polibutadieno especializado não inclui os catalisadores à base de titânio, cobalto ou níquel usados para a preparação de elastômeros de cis 1,4-polibutadieno.

[016] Para esta avaliação, um propósito de inclusão do polibutadieno especializado com seu peso molecular numérico médio relativamente alto, índice de homogeneidade relativo baixo e Tg um tanto baixo consiste em promover valores de recuperação maiores para a composição de borracha, os quais são preditivos de geração de calor interno menor e, portanto, menos acúmulo de temperatura para a composição de borracha, quando está sendo trabalhada, e preditivos de melhor (menor) resistência ao rolamento para um pneu com uma banda de rodagem de tal composição de borracha que contém a borracha de polibutadieno especializado. Um propósito adicional consiste em promover maior resistência à abrasão da composição de borracha que é preditiva da melhor resistência ao desgaste da banda de rodagem para um pneu com tal composição de borracha que contém a borracha de polibutadieno especializado.

[017] O representante da dita borracha de cis 1,4-polibutadieno especializado para o uso nesta invenção consiste, por exemplo, em CB25™ Budene disponível junto a Lanxess. Embora o aspecto técnico possa não ser completamente compreendido, é uma característica desta invenção que a borracha de cis 1,4-polibutadieno especializado seja diferenciada de outras borrachas de cis 1,4-polibutadieno, conforme é exigido para ser um produto da polimerização de solução de solvente orgânico do monômero de 1,3-butadieno na presença de um catalisador à base de neodímio em vez da polimerização de catalisadores à base de lítio, cobalto ou níquel.

[018] Acredita-se que o elastômero de cis 1,4-polibutadieno especializado tem um grau de configuração ramificada que é compreendida por promover a processabilidade em seu estado não vulcanizado.

[019] Na prática desta invenção, o uso de borracha de cis 1,4-polibutadieno especializado em uma composição de borracha contendo reforço de sílica, em conjunto com um agente de acoplamento para a sílica é considerado no presente documento como importante a fim de otimizar a resistência à abrasão da composição de borracha (resistência ao desgaste da banda de rodagem) e para promover uma histerese adequada (por exemplo, resistência ao rolamento aceitável ou reduzida para o pneu), assim como resistência ao rasgo adequada.

[020] Embora este fenômeno possa não ser completamente compreendido, é previsto que tal acoplamento e ramificação citada anteriormente do polibutadieno especializado pode fornecer uma contribuição significante para promover tal processabilidade da composição de borracha não curada e propriedades físicas curadas para uma banda de rodagem de pneu de caminhão rica em polibutadieno especializado e rico em sílica.

[021] A sílica precipitada para a carga de reforço consiste em uma sílica amorfa sintética, tal como, por exemplo, aquelas obtidas pela acidificação de um silicato solúvel (por exemplo, silicato de sódio ou uma co-precipitação de um silicato e um aluminato). Tais sílicas precipitadas são, em geral, bem conhecidas pelos indivíduos versados em tal técnica.

[022] A área de superfície BET da sílica sintética (sílica precipitada), conforme medido com o uso de gás nitrogênio, pode se situar, por exemplo, em uma faixa de cerca de 50 a cerca de 300, alternativamente, cerca de 120 a cerca de 200, metros quadrados por grama.

[023] A sílica também pode ter um valor de absorção de dibutilftalato (DBP) em uma faixa, por exemplo, de cerca de 100 a cerca de 400 e, usualmente, cerca de 150 a cerca de 300 cc/g.

[024] Diversas sílicas sintéticas comercialmente disponíveis, particularmente, sílicas precipitadas, podem ser consideradas para o uso nesta invenção, tais como, por exemplo, somente e sem limitação, as sílicas comercialmente disponíveis junto a PPG Industries sob o nome comercial Hi-Sil com as designações 210, 243, etc.; sílicas disponíveis junto a Rhodia, com as designações de Zeosil 1165MP e Zeosil 165GR e as sílicas disponíveis junto a Degussa AG com as designações VN2 e VN3, 3770GR, e junto a Huber como Zeopol 8745.

[025] O reforço de sílica para a banda de rodagem de pneu de borracha é usado com um agente de acoplamento.

[026] Os agentes de acoplamento fazem com que a sílica tenha um efeito de reforço sobre a borracha, dos quais muitos são geralmente conhecidos pelos indivíduos versados na técnica. Tais agentes de acoplamento, por exemplo, podem ser pré-misturados, ou pré-reagidos, com as partículas de sílica ou adicionados à mistura de borracha durante o estágio de processamento de borracha/sílica ou mistura. Se o agente de acoplamento e a sílica forem adicionados separadamente à mistura de borracha durante a mistura de borracha/sílica, ou estágio de processamento, considera-se que o agente de acoplamento combina, então, in situ com a sílica.

[027] Em particular, tais agentes de acoplamento podem ser, por exemplo, compostos de um alcoxi silano que tem um componente constituinte, ou porção, (a porção alcoxi) capaz de reagir com a superfície de sílica (por exemplo, grupos silanol sobre a superfície de sílica) e, também, um componente constituinte, ou porção, capaz de reagir com a borracha, particularmente, uma borracha vulcanizável por enxofre que contém ligações duplas de carbono a carbono, oi insaturação. Desta maneira, então, o agente de acoplamento age como uma ponte de conexão entre a sílica e a borracha e, assim, otimiza o aspecto de reforço da borracha da sílica de uma maneira conhecida pelos indivíduos versados em tal técnica.

[028] Inúmeros agentes de acoplamentos são mostrados para o uso na combinação de sílica e borracha, tais como, por exemplo, agentes de acoplamento de silano, que contem um componente de polissulfeto, ou estrutura, tal como polissulfeto de bis-(3-alcoxisililalquil), que contém uma média a partir de 2 a cerca de 4 (tal como, por exemplo, uma faixa a partir de 2 a cerca de 2,4 ou uma faixa a partir de 3 a cerca de 4) átomos de enxofre de conexão em sua ponte polissulfídica, tal como, por exemplo, um polissulfeto de bis-(3-trietoxisililpropil).

[029] Um agente de acoplamento usualmente desejável é compreendido por um polissulfeto de bis-(3-etoxisililpropil) que tem a partir de 2 a 4, com uma média a partir de cerca de 2 a 2,6, ou uma média a partir de cerca de 3,4 a cerca de 3,8, átomos de enxofre de conexão na ponte de polissulfeto. Tal agente de acoplamento que tem uma média a partir de cerca de 2 a 2,6 átomos de enxofre de conexão em sua ponte polissulfídica pode ser particularmente desejado a fim de promover a facilidade de processamento, particularmente, mistura, da composição de borracha não vulcanizada.

[030] Para esta invenção, deseja-se que a composição de borracha curada com enxofre para a banda de rodagem de pneu à base principalmente da borracha de cis 1,4-polibutadieno especializado contendo sílica, sem ter por base, principalmente, a borracha natural, tenha as propriedades físicas apresentadas na seguinte Tabela A, para que consista em uma substituição adequada de uma parte significante da borracha natural pela banda de rodagem de pneu para serviço pesado rica em borracha à base de butadieno especializado contento sílica.

Tabela A

[031] Resistência ao rasgamento, 95°C, da borracha curada, (Newtons) de: ao menos 150 Módulo de armazenamento dinâmico G', 100°C, da borracha não curada (KPa) de: menos que 260 Taxa de abrasão Grosch (alta severidade), mg/km da borracha curada de: menos que 200 Índice de heterogeneidade do cis 1,4-polibutadieno especializado: a partir de 1,5/1 a cerca de 2,1/1 [032] Os indivíduos versados na técnica compreendem prontamente que as composições de borracha da banda de rodagem seriam compostas com ingredientes de composição convencionais que incluem as cargas de reforço citadas anteriormente, tais como negro de fumo e sílica precipitada, conforme definido anteriormente nesse documento, em combinação com um agente de acoplamento de sílica, assim como antidegradante(s), óleo de processamento, conforme definido anteriormente nesse documento, ácido graxo que compreende, por exemplo, ácido esteárico, oleico, palmítico e possivelmente, linolênico, óxido de zinco, material(s) de contribuição de enxofre e acelerador(es) de vulcanização, conforme mencionado anteriormente nesse documento.

[033] Os auxiliares de processamento podem ser usados, por exemplo, as ceras, tais como, ceras microcristralinas ou parafínicas, em uma faixa, por exemplo, de cerca de 1 a 5 phr ou cerca de 1 a cerca de 3 phr; e resinas, usualmente como acentuadores de pegajosidade, tais como, por exemplo, hidrocarboneto sintético e resinas naturais em uma faixa, por exemplo, de cerca de 1 a 5 phr ou cerca de 1 a cerca de 3 phr. Um agente de cura poderia ser classificado como enxofre em conjunto com um ou mais aceleradores de cura que contêm enxofre. Em um agente de cura de enxofre e acelerador(es), a quantidade de enxofre usado pode ser, por exemplo, a partir de cerca de 0,5 a cerca de 5 phr, mais usualmente em uma faixa de cerca de 0,5 a cerca de 3 phr; e o(s) acelerador(es), muitas vezes do tipo sulfenamida, é(são) usados em uma faixa de cerca de 0,5 a cerca de 5 phr, muitas vezes em uma faixa de cerca de 1 a cerca de 2 phr. Os ingredientes, que incluem os elastômeros, mas sem incluir agentes de cura de enxofre e acelerador, são normalmente misturados primeiro em conjunto em uma série de ao menos dois estágios de mistura sequenciais, embora às vezes um estágio de mistura possa ser usado, a uma temperatura em uma faixa, por exemplo, de cerca de 145°C a cerca de 185°C, e tais estágios de mistura são tipicamente mencionados como estágios de mistura não produtivas. Então, o enxofre e os aceleradores e, possivelmente um ou mais retardadores e um ou mais antidegradantes, são misturados com os mesmos a uma temperatura, por exemplo, de cerca de 90°C a cerca de 120°C e é tipicamente mencionado como um estágio de mistura produtiva. Tal procedimento de mistura é bem conhecido pelos indivíduos versados em tal técnica.

[034] Após a mistura, a borracha composta pode ser fabricada, tal como, por exemplo, por meio de extrusão através de uma matriz adequada para formar uma banda de rodagem de pneu. A banda de rodagem de pneu é, então, tipicamente construída sobre uma carcaça de pneu curável com enxofre e a montagem da mesma curada em um molde adequado sob condições de temperatura e pressão elevadas por meio de métodos bem conhecidos pelos indivíduos versados em tal técnica.

[035] A invenção pode ser mais bem compreendida mediante a referência ao seguinte exemplo, no qual as partes e porcentagens são em peso, exceto onde indicado em contrário.

EXEMPLO I

[036] As composições de borracha foram preparadas para avaliar a substituição de uma quantidade significante de borracha natural (cis 1,4-poliisopreno natural) pela borracha de cis 1,4-polibutadieno especializado em uma banda de rodagem de pneu.

[037] As composições de borracha são mencionadas neste exemplo como amostras de borracha A e B.

[038] A amostra de borracha A consiste em uma amostra comparativa à base de borracha natural.

[039] A amostra de borracha experimental B consiste em uma amostra de borracha experimental à base de uma borracha de cis 1,4-polibutadieno especializado usada com uma quantidade menor de borracha natural.

[040] A formulação básica da composição de borracha é mostrada na tabela 1 e os ingredientes são expressos em partes em peso por 100 partes de borracha (phr), exceto onde indicado em contrário.

[041] As composições de borracha podem ser preparadas mediante a mistura do(s) elastômero(s) sem enxofre e aceleradores de cura de enxofre em um primeiro estágio de mistura não produtiva (NP-1) em um misturador de borracha interno por cerca de 4 minutos a uma temperatura de cerca de 160°C. Se desejado, a mistura de borracha pode ser, então, misturada em um segundo estágio de mistura não produtiva (NP-2) em um misturador de borracha interno por cerca de 4 minutos a uma temperatura de cerca de 160°C sem adição de ingredientes adicionais. A mistura de borracha resultante pode ser, então, misturada em um estágio de mistura produtiva (PR) em um misturador de borracha interno com enxofre e acelerador(es) de cura de enxofre por cerca de 2 minutos a uma temperatura de cerca de 110°C. A composição de borracha pode ser, então, coberta e resfriada abaixo de 50°C entre cada uma das etapas de mistura não produtiva e antes da etapa de mistura produtiva. Tal procedimento de mistura de borracha é bem conhecido pelos indivíduos versados em tal técnica.

Tabela 1 Primeira etapa de mistura não produtiva (NP1) - misturada a 160°C Partes (phr) Borracha de cis 1,4-poliisopreno natural (SMR20) 100 ou 25 Borracha de cis 1,4-polibutadieno especializado1 0 ou 75 Negro de fumo de reforço de borracha, (N121)2 5 Sílica precipitada3 32 Agente de acoplamento de sílica4 2,6 Cera microcristalina e parafina 1,5 Ácido graxo5 2 Antioxidantes 2,8 Óxido de zinco 3 Etapa de mistura produtiva (PR) - misturada a 110°C

Enxofre 1,4 Acelerador(es)6 2 [042] 1Borracha de cis 1,4-polibutadieno especializado (o dito monômero de 1,3-butadieno polimerizado com solução de solvente orgânico na presença de um catalisador de neodímio) como CB25™ disponível junto a Lanxess company, com um Tg de cerca de -105°C e índice de heterogeneidade em uma faixa a partir de cerca de 1,5/1 a cerca de 2,2/1. 2Negro de fumo de reforço de borracha como N121, uma designação ASTM 3Sílica precipitada como Zeosil™ Z1165 MP disponível junto a Rhodia Company 4Agente de acoplamento que compreende polissulfeto de bis(3-trietoxisililpropil) que tem uma média a partir de cerca de 2 a cerca de 2,6 átomos de enxofre de conexão como Si266™ disponível junto a Evonik Degussa 5Mixtura que compreende ácido esteárico, palmítico e oleico 6Aceleradores de cura de sulfenamida e difenil guanidina enxofre [043] A seguinte tabela 2 representa o comportamento não curado e curado e diversas propriedades físicas das composições de borracha com base na formulação básica da tabela 1 e relatadas como amostras de borracha A, B e C.

Tabela 2 [044] 1Dados obtidos de acordo com um teste de resistência ao rasgo (adesividade) para determinar a adesão interfacial entre duas amostras de uma composição de borracha. Em particular, tal adesão interfacial é determinada ao puxar uma composição de borracha para longe da outra em um ângulo reto à amostra de teste não rasgada com as duas extremidades das composições de borracha sendo separadas em um ângulo de 180° de uma para outra, com o uso de um instrumento Instron a 95°C e relatado como força Newtons.

[045] 2A taxa de abrasão Grosch foi realizada em um dispositivo de abrasão LAT-100 e é medida em termos de mg/km de borracha desgastada. A amostra de borracha de teste é colocada a um ângulo de escorregamento sob carga constante (Newtons) à medida que atravessa uma determinada distância em um disco abrasivo giratório (disco disponível junto a HB Schleifmittel GmbH). Em prática, um teste de severidade de abrasão baixa pode ser executado, por exemplo, em uma carga de 20 Newtons, ângulo de escorregamento de 2°, velocidade de disco de 40 km/h por uma distância de 7.500 metros; um teste de severidade de abrasão média pode ser executado, por exemplo, em uma carga de 40 Newtons, ângulo de escorregamento de 6°, velocidade de disco de 20 km/h e distância de 1.000 metros; um teste de severidade de abrasão alta pode ser executado, por exemplo, em uma carga de 70 Newtons, ângulo de escorregamento de 12°, velocidade de disco de 20 km/h e distância de 250 metros; e um teste de severidade de abrasão ultra alta pode ser executado, por exemplo, em uma carga de 70 Newtons, ângulo de escorregamento de 16°, velocidade de disco de 20 km/h e distância de 500 metros.

[046] Comparado com a composição à base de borracha natural de 100 phr da amostra de borracha de controle A, pode ser observado a partir da tabela 2 que a taxa de abrasão da amostra de borracha experimental B, com uma razão de 50/50 da borracha de cis 1,4-polibutadieno especializado para borracha natural, foi reduzida (aperfeiçoada) por pelo menos 60 por cento e por até 260 por cento, dependendo da severidade do teste de abrasão Grosch.

[047] Comparado com a composição à base de borracha natural de 100 phr da amostra de borracha de controle A, pode ser observado a partir da tabela 2 que a taxa de abrasão da amostra de borracha experimental C, com uma razão de 75/25 da borracha de cis 1,4-polibutadieno especializado para borracha natural, foi reduzida (aperfeiçoada) por pelo menos 197 por cento e por até 715 por cento, dependendo da severidade do teste de abrasão Grosch.

[048] Comparado com a composição à base de borracha natural de 100 phr da amostra de borracha de controle A, pode ser observado a partir da tabela 2 que a rigidez, conforme evidenciado pelo módulo de armazenamento dinâmico G', da amostra de borracha experimental C, com uma razão de 75/25 da borracha de cis 1,4-polibutadieno especializado para borracha natural, foi aumentada (aperfeiçoada) a partir de 211 MPa para 284 MPa.

[049] Comparado com a composição à base de borracha natural de 100 phr da amostra de borracha de controle A, pode ser observado a partir da tabela 2 que a dureza Shore A da amostra de borracha experimental C, com uma razão de 75/25 da borracha de cis 1,4-polibutadieno especializado para borracha natural, foi aumentada a partir de 66 para 70 (23°C) e a partir de 60 para 65 (100°C).

[050] É importante observar que, embora a taxa de abrasão tenha reduzido significantemente e tanto o módulo de armazenamento dinâmico G' como a dureza Shore A foram um tanto aumentados, os valores de recuperação tanto a 23°C como a 100°C foram em grande parte não afetados.

[051] Isto é, a descoberta de alcançar valores de recuperação similares é considerada no presente documento como significante no sentido de manter a propriedade de histerese da composição de borracha e, portanto, sem predizer de forma significante um aumento no acúmulo de calor interno para a banda de rodagem mediante a substituição da maior parte da borracha de cis 1,4-poliisopreno natural pela borracha de polibutadieno especializado.

[052] Em particular, é observado que a resistência à abrasão foi significantemente aperfeiçoada com a resistência ao rasgo um tanto similar, o qual é considerado no presente documento benéfico para promover a durabilidade da banda de rodagem de pneu para um pneu com banda de rodagem de tal composição de borracha.

[053] Pode-se observar também que, para a amostra de borracha C onde o elastômero é composto principalmente da borracha de cis 1,4-polibutadieno especializado, o módulo de armazenamento (G') da composição de borracha não curada não foi significantemente aumentado, o qual indica que a processabilidade das amostras de borracha foi similar.

[054] Embora determinados detalhes e modalidades representativas tenham sido mostradas para o propósito de ilustração da invenção, será evidente para os indivíduos versados na técnica que diversas mudanças e modificações podem ser feitas nas mesmas sem que se desvie do espírito ou escopo da invenção.

REIVINDICAÇÕES

Claims (10)

1. Pneu de borracha pneumática que possui uma banda de rodagem de borracha circunferencial de uma configuração de cobertura/base com uma camada de borracha de cobertura de banda de rodagem externa compreendendo uma superfície de rodagem do pneu e uma camada de borracha de base de banda de rodagem, a camada de borracha de base de banda de rodagem, pelo menos parcialmente ou completamente subjacente à camada de borracha da base de banda de rodagem CARACTERIZADO pelo fato de que a composição de borracha da borracha de cobertura de banda de rodagem externa é composta, com base em partes em peso por 100 partes em peso da borracha de banda de rodagem (phr), de (A) 55 a 85 phr de borracha de cis 1,4-polibutadieno especializado, e (B) 45 a 15 phr de pelo menos um elastômero à base de dieno adicional que inclui borracha de cis 1,4-poliisopreno, (C) de 40 a 110 phr de carga de reforço, em que a dita carga de reforço é uma combinação de negro de fumo de reforço de borracha e sílica amorfa sintética (sílica precipitada) que compreende: (1) de 20 a 60 phr de negro de fumo de reforço de borracha, e (2) de 10 a 80 phr de sílica precipitada; e (D) agente de acoplamento que possui uma porção reativa com grupos hidroxila sobre a dita sílica precipitada e outra porção diferente interativa com ligações duplas de carbono a carbono da dita borracha de cis 1,4-polibutadieno; em que a dita borracha de cis 1,4-polibutadieno especializado tem uma microestrutura que compreende 96 a 99 por cento de unidades de cis 1,4-isoméricas, um peso molecular numérico médio (Mn) em uma faixa a partir de 150.000 a 200.000 e um índice de heterogeneidade (Mw/Mn) em uma faixa de 1,5/1 para 2,1/1.

2. Pneu, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de dito negro de fumo de reforço de borracha tem um valor de adsorção de iodo (ASTM D1510) em uma faixa de 110 a 145 g/kg e um valor de dibutilftalato (DBP) (ASTM D2414) em uma faixa de 110 a 140, cc/100g.

3. Pneu, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito agente de acoplamento é compreendido por um polissulfeto de bis (3-trialcoxisililalquil) que tem uma média de 2 a 4 átomos de enxofre de conexão em sua ponte polissulfídica.

4. Pneu, de acordo com a reivindicação 1 ou 3, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito agente de acoplamento é compreendido por um polissulfeto de bis(3-trietoxisililpropil) que tem uma média de 2 a 2,6 átomos de enxofre de conexão em sua ponte polissulfídica.

5. Pneu, de acordo com a reivindicação 1 ou 3, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito agente de acoplamento é compreendido por um polissulfeto de bis(3-trietoxisililpropil) que tem uma média de 3,4 a 3,8 átomos de enxofre de conexão em sua ponte polissulfídica.

6. Pneu, de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, CARACTERIZADO pelo fato de que o agente de acoplamento é compreendido por um alcoxiorganomercaptosilano.

7. Pneu, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o cis 1,4-polibutadieno especializado é um polibutadieno preparado com catalisador de neodímio preparado por meio da polimerização do monômero de 1,3-polibutadieno em uma solução de solvente orgânico na presença de um sistema de catalisador compreendido pelo composto de neodímio, um alumínio alquil e um composto de liberação de cloreto de alumínio, e mediante o acoplamento do polibutadieno por meio do tratamento da mistura de reação com dicloreto de dienxofre, contanto que o dito polibutadieno especializado possua a microestrutura, o peso molecular e o índice de heterogeneidade mencionados anteriormente.

8. Pneu, de acordo com a reivindicação 7, CARACTERIZADO pelo fato de que o dito composto de neodímio é compreendido por neodecanoato de neodímio, octanoato de neodímio ou versalato de neodímio; o composto de alumínio alquil é compreendido por triisobutilalumínio ou hidreto de diisobutilalumínio e o composto de liberação de cloreto de alumínio é compreendido por cloreto de dietilalumínio.

9. Pneu, de acordo com a reivindicação 7 ou 8, CARACTERIZADO pelo fato de que o catalisador para a preparação do cis 1,4-polibutadieno especializado é exclusivo dos catalisadores à base de titânio, cobalto e níquel.

10. Pneu, de acordo com as reivindicações 7 a 9, CARACTERIZADO pelo fato de que o polibutadieno especializado contém ramificação promovida pelo tratamento com o dito dicloreto de dienxofre.