BR112017014870B1

BR112017014870B1 - Composição de borracha, pneu e método de formação de um composto que contém a composição de borracha

Info

Publication number: BR112017014870B1
Application number: BR112017014870-6A
Authority: BR
Inventors: Howard A. Colvin
Original assignee: Cooper Tire & Rubber Company
Priority date: 2015-01-12
Filing date: 2016-01-12
Publication date: 2022-09-27
Also published as: MX2017009165A; EP3245250A4; BR112017014870A2; US10538600B2; KR102472476B1; WO2016115132A1; KR20170103954A; JP6842426B2; EP3245250A1; CN107108957A; CA2972933A1; JP2018502980A; US20180265601A1; CA2972933C

Abstract

A presente invenção refere-se a uma composição de borracha que inclui borracha de guaiule e 15 a 90 phr de sílica. A borracha pode ser cis-1,4-cis-1,4-poliisopreno e incluir a 15 a 90 phr de sílica e conter menos de 20% das proteínas associadas com a borracha de Hevea e também incluir pelo menos um traço das resinas presentes em outras borrachas naturais. A borracha pode ser cis-1,4-poliisopreno e também incluir entre pelo menos um traço e 3% em peso das resinas presentes na borracha de guaiule. A composição de borracha também pode compreender uma borracha sintética e incluir entre cerca de 40 a 100 phr de borracha do guaiule, e sílica. A sílica pode ser hidrofobizada.

Description

ANTECEDENTES

[0001] A presente invenção refere-se a um método para a produção de uma borracha que inclui sílica e borracha natural, e à borracha produzida desse modo. Ela encontra a aplicação particular em conjunto com a borracha de guaiule, e será descrita com referência a isso. No entanto, deve ser apreciado que a presente modalidade exemplificadora também é acessível a outros materiais similares de borracha natural. Ela encontra adequação particular para o uso em associação com pneus e será descrita em associação com estes. No entanto, deve ser apreciado que as presentes modalidades exemplificadoras também são acessíveis a outras aplicações, tais como aplicações de produtos projetados tais como mangueiras e correias.

[0002] A borracha natural, derivada da planta Hevea brasiliensis, é um componente do núcleo de muitos bens de consumo, incluindo dispositivos médicos e pneus. Os Estados Unidos têm um forte embasamento na borracha natural, principalmente porque as alternativas sintéticas não podem combinar as propriedades de alto desempenho da borracha natural requeridas para muitas aplicações e tendem a ser caras. A borracha de Hevea brasiliensis é um material crítico para todos os tipos de pneus, mas especialmente para pneus de caminhões pesados e aviões. Esses tipos de pneus têm uma porcentagem muito grande de borracha natural por causa do baixo acúmulo de calor dos compostos à base de borracha natural. Similarmente, os pneus de passageiros podem incluir vantajosamente uma quantidade significativa de borracha natural em componentes específicos tais como a carga da parede lateral e do talão para prover baixo acúmulo de calor e resistência à fadiga de flexão.

[0003] Cerca de 90% da borracha natural derivada de Hevea importada pelos Estados Unidos originam na Indonésia, na Malásia e na Tailândia. As fontes de borracha natural nesses países estão sob a ameaça intensa das doenças potenciais e mangras devido à similaridade genética das árvores de borracha. Além disso, a colheita é limitada a uma área geográfica restrita e a métodos de colheita que requerem muita mão de obra. Além disso, a plantação de borracha natural do sudeste da Ásia contém muitos contaminantes de proteína que são responsáveis por alergias do látex do tipo I, que se estima afetam tanto quanto 20 milhões de americanos. O custo elevado de importação para os Estados Unidos, assim como o potencial para que a colheita inteira seja eliminada pela doença e pela ubiquidade de alergias do látex, tornam as alternativas da borracha natural doméstica não alergênica particularmente atraentes.

[0004] Por conseguinte, a atenção está sendo dirigida à produção de borracha natural a partir de plantas tais como o guaiule (Parthenium argentatum) e dente de leão russo (Taraxacum kok-saghyz), que resultam em cis-1,4-isopreno polimérico essencialmente idêntico àquele produzido pelas árvores de borracha de Hevea no sudeste da Ásia. Uma diferença principal entre a borracha de Hevea (HR) e a borracha de guaiule (GR) reside na quantidade e nos tipos de proteínas contidas em cada espécie. A borracha de Hevea possui muitos tipos diferentes de proteínas com um "fator de alongamento da borracha" de 14 kDa e uma "proteína de partícula de borracha pequena" (SRPP) de 24 kDa dominantes. Ambos são alergênicos conhecidos. Em guaiule, há poucas proteínas. Uma monoxigenase P450 de 53 kDa (uma sintase de óxido de aleno) compreende cerca de 50% de proteína de borracha em partículas. (vide M. Whalen, C. McMahan and D. Shintani, "Development of Crops to Produce Industrially Useful Natural Rubber, Isoprenoid Synthesis in Plants and Microorganisms: New Concepts and Experimental Approaches, páginas 329 a 345, T. Bach and M. Rohmer eds, 2013; cuja invenção é incorporada no presente documento a título de referência). Desse modo, embora a estrutura química da borracha em ambas as espécies seja similar (cis-1,4-poliisopreno), a composição total das borrachas não é a mesma. Uma comparação de três tipos diferentes de borracha - Hevea, Guaiule e TSK "borracha de dente de leão" é mostrada na tabela a seguir.

[0005] O uso da sílica como uma carga em borrachas de pneu vem crescendo intensamente desde a sua introdução nos pneus de linha principal no início dos anos 90. Ela tem sido usada particularmente em associação com borrachas sintéticas de estireno-butadieno e polibutadieno. Isso ocorre devido a uma redução de até 30% na resistência à rolagem e um aumento de até 15% na aderência com umidade em condições do tempo pobres quando uma carga da sílica é usada em vez de negro de fumo. Para obter essas vantagens, é vantajoso reagir a sílica com um agente de acoplamento de silano tanto um antes de ser misturada na borracha (um processo ex-situ) quanto durante a misturação da borracha com a sílica (processo in-situ). Quase todos os compostos de pneus comerciais que usam a sílica usam o processo in-situ para a preparação de compostos de sílica.

[0006] A tecnologia de sílica/silano in-situ não foi adotada amplamente nos compostos de borracha natural devido aos problemas com a resistência à rolagem, o desgaste, a manipulação e a resistência a rupturas. Isso pode ser devido à presença de materiais que não de borracha na borracha natural não presente na borracha de estireno- butadieno ou polibutadieno usada em pneus de passageiros. Também pode ser que esses materiais, especialmente as proteínas e os metabólitos de proteínas, possam interferir na reação de silanização para reduzir as propriedades físicas totais e afetar adversamente o processamento. Os pesquisadores tentaram superar esses inconvenientes ao usar sílica (ex-situ) pré-tratada, tal como a família de produtos Agilon (vide Justin Martin and Thimoty Okel - "Bringing innovation to the surface: Functionalized silicas for improved natural rubber truck tire vulcanizates" - Technical paper at 184th Rubber Division meeting 08 de outubro de 2013) em compostos da borracha natural, mas esta é uma solução extremamente cara. Continua havendo uma necessidade de poder melhorar a incorporação de sílica/silano em compostos de borracha natural ao usar a tecnologia de misturação de sílica in-situ convencional.

[0007] O processamento de componentes de borracha é uma parte importante na produção de pneus. Idealmente, os polímeros de peso molecular muito elevado que incorporam vários grupos funcionais podem ser usados nos compostos para obter o desempenho máximo, mas em muitos casos é difícil misturar esses tipos de materiais. Há sempre uma troca entre o desempenho do pneu e a capacidade de misturar os ingredientes desejados. Há várias maneiras de medir a processabilidade dos compostos. Uma das técnicas mais comuns consiste em medir a viscosidade Mooney dos compostos. Pela maior parte, quanto menor a viscosidade Mooney do composto, melhor a processabilidade. Uma abordagem menos comum, mas uma que pode ser aplicada a mais operações de formação de pneus, é a reometria capilar. Nesse teste, uma amostra de borracha é sujeitada a várias taxas de cisalhamento, e é obtida uma curva da viscosidade do polímero versus as taxas de cisalhamento. Uma vez que as operações de usinas diferentes operam a taxas de cisalhamento diferentes, as curvas geradas a partir de reometria capilar podem ser usadas para predizer o desempenho para todas as operações da usina, incluindo a extrusão, a misturação e a calandragem.

BREVE DESCRIÇÃO

[0008] A modalidade exemplificadora foi descrita com referência às modalidades preferidas. Obviamente, modificações e alterações irão ocorrer a terceiros com a leitura e a compreensão da descrição detalhada precedente. Pretende-se que a modalidade exemplificadora seja interpretada como incluindo todas tais modificações e alterações contanto que elas se enquadrem dentro do âmbito das reivindicações anexas ou seus equivalentes.

[0009] De acordo com uma primeira modalidade, é divulgada uma composição de borracha que inclui borracha de guaiule e 15 a 90 phr de sílica. A borracha pode ser cis-1,4-poliisopreno e incluir de 15 a 90 phr de sílica e conter menos de 20% das proteínas associadas com a borracha de Hevea e também incluir pelo menos um traço das resinas presentes em outras borrachas naturais. Em determinadas modalidades, o teor de proteína de Hevea pode ser menor do que 5% ou até mesmo menor do que 2%. A borracha pode ser cis-1,4- poliisopreno e também incluir entre pelo menos um traço e 3% em peso das resinas presentes na borracha de guaiule. A composição de borracha também pode compreender uma borracha sintética e incluir entre cerca de 40 e 100 phr de borracha de guaiule, e sílica. A sílica pode ser hidrofobizada.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0010] A Figura 1 ilustra um pneu em seção transversal apropriado para a construção ao usar os compostos de borracha desta descrição;

[0011] A Figura 2 ilustra graficamente o efeito do tipo de óleo na viscosidade para os compostos da banda de rodagem de sílica (100 phr R) demonstrando uma viscosidade mais baixa para compostos de guaiule e um efeito mais elevado de óleo em compostos de Hevea;

[0012] A Figura 3 ilustra graficamente o efeito do tipo de carga na viscosidade em compostos da parede lateral (40 phr R) mostrando que os compostos de negro de guaiule e de Hevea tinham viscosidades similares, que os compostos de negro tinham uma viscosidade menor do que os compostos de sílica, e os compostos de sílica de guaiule tinham uma viscosidade menor do que compostos de sílica de Hevea;

[0013] A Figura 4 ilustra graficamente o efeito do tipo de óleo na viscosidade nos compostos de parede lateral que contêm sílica (40 phr R) demonstrando que um nível mais baixo da borracha natural em uma receita conduz a diferenças menores da viscosidade, que os compostos de guaiule tinham uma viscosidade menor do que compostos de Hevea, e nenhum efeito significativo do tipo de óleo na viscosidade;

[0014] A Figura 5 ilustra graficamente o efeito do tipo de carga na viscosidade de compostos do ápice (60 phr R) em que os compostos de sílica tinham viscosidades maiores do que os compostos de negro, os compostos de sílica de Hevea tinham viscosidades significativamente maiores do que os compostos de guaiule, e os compostos de negro de Hevea e guaiule que contêm sílica tinham viscosidades similares;

[0015] A Figura 6 ilustra graficamente o efeito do tipo de óleo na viscosidade nos compostos do ápice de sílica (60 phr R) demonstrando que a sílica de Hevea tinha uma viscosidade maior do que a sílica de guaiule;

[0016] A Figura 7 traça as interações entre o polímero, a carga, o polímero-a carga, e o nível de óleo na viscosidade Mooney em compostos da banda de rodagem;

[0017] A Figura 8 traça as interações entre o polímero, a carga, o polímero-a carga, e o nível de óleo na viscosidade Mooney em compostos do ápice;

[0018] A Figura 9 traça as interações entre o polímero, a carga, o polímero-a carga, e o nível de óleo na viscosidade Mooney em compostos da parede lateral; e

[0019] A Figura 10 traça as interações para todos os estoques combinados na viscosidade Mooney.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0020] Na descrição da presente invenção, os termos composições de borracha "compostos" e "compostos" onde usados, referem-se às respectivas composições de borracha que foram combinadas com os ingredientes de composição apropriados tais como, por exemplo, negro de fumo, óleo, ácido esteárico, óxido de zinco, sílica, cera, antidegradantes, resina(s), acelerador(es) de enxofre, e acoplador de sílica, onde apropriado. Os termos "borracha" e "elastômero" podem ser usados intercambiavelmente. As quantidades de materiais são expressas normalmente em partes de material por 100 partes do polímero de borracha em peso (phr).

[0021] O processamento das plantas para a extração de biopolímeros tais como o látex da borracha natural pode ser provido mediante o uso de processamento químico e/ou mecânico. Os métodos utilizados tipicamente seguem as etapas gerais de: pré-trituração, trituração a úmido, filtração, clareamento, separação de fases líquidas, purificação, formação de creme e concentração. As técnicas exemplificadoras de colheita/processamento são descritas na Patente U.S. 7.923.039 e na Publicação de Patente U.S. 2008/0015336, cujas divulgações são incorporadas no presente documento a título de referência.

[0022] Os exemplos não limitadores dos materiais de plantas que podem ser usados incluem, mas sem ficar a eles limitados, pé de guaiule (Parthenium argentatum), pé de Gofer (Euphorbia lathyris), mariola (Parthenium incanum), escova de coelho (Chrysothamnus nauseosus), milkweeds (Asclepias L.), virga áurea (Solidago), tanchagem indiana pálida (Cacalia atripilcifolia), videira de borracha (Crypstogeia grandiflora), dente de leão russo (Taraxacum kok-saghyz), menta da montanha (Pycnanthemum incanum), verônica americana (Teucreum canadense) e campânula alta (Campanula americana).

[0023] Na prática, os pneus de borracha têm convencionalmente paredes laterais de borracha relativamente finas, uma banda de rodagem de borracha relativamente mais grossa, e um talão inclusivo de borracha, que devem normalmente poder ser sujeitados a um desgaste significativo sob condições tipicamente de operação ao serem submetidos a uma distorção e flexão dinâmicas consideráveis, abrasão devido ao arrasto, ruptura por fadiga e desgaste pelo tempo tal como, por exemplo, envelhecimento por ozônio atmosférico. Os compostos de borracha desta invenção são apropriados para cada uma dessas aplicações.

[0024] Com referência à Figura 1, é mostrado um pneu T que tem uma coroa 10 com bandas de rodagem externas 12 e sulcos 14. Em seção transversal, o pneu T tem a coroa 10 se estendendo radialmente para fora ao longo de um trajeto arqueado até um par de paredes laterais dispostas em oposição 16 que definem a extensão radial máxima do Pneu T. As paredes laterais 16 se curvam para dentro de tal extensão radial máxima a uma área mais estreita que termina em um par de tações dispostos em oposição 18. Os compostos de borracha desta invenção são apropriados para o uso na construção de qualquer um ou em todos dentre a banda de rodagem, as paredes laterais e os talões de um pneu.

[0025] De acordo com a presente invenção, é provido um pneu que inclui uma borracha em que a composição de borracha compreende: (A) borracha de cis-1,4-poliisopreno natural que não de Hevea; (B) cerca de 15 a cerca de 90, alternativamente cerca de 20 a cerca de 80, e alternativamente cerca de 25 a cerca de 70 phr de cargas de reforço particuladas que compreendem: (1) sílica sintética amorfa, tal como sílica precipitada e, opcionalmente (2) negro de fumo de reforço da borracha. A composição também pode incluir opticamente (C) uma emulsão de estireno/butadieno polimerizado ou uma solução de borracha de estireno/butadieno polimerizado ou de borracha de polibutadieno.

[0026] O copolímero de estireno/butadieno e/ou polibutadieno pode ser preparado, por exemplo, ao usar a copolimerização com emulsão aquosa convencional de monômeros de estireno e/ou de 1,3-butadieno em um meio aquoso na presença de um sistema catalisador.

[0027] A sílica pode ser hidrofobizada. Mais especificamente, a sílica pode ter um material unido à sua superfície para realçar a incorporação na borracha. Os materiais de hidrofobização, os processos de hidrofobização e os processos de produção de uma batelada principal de borracha e os produtos de borracha são divulgados no Pedido de Patente Publicado U.S. 2006/0137575 A1 (insitu) e na Patente U.S. 8.865.799 (ex-situ), cujas divulgações são incorporadas no presente documento a título de referência. Também é incorporado no presente documento, a título de referência, "Optimization of Rubber Formulations for Silica-Reinforced Rubber Compounds", Rubber Chemistry and Technology, Vol. 86, no. 2, pp. 313 a 329 (2013) da autoria de W. Kaewsakul, K. Sahakaro, W.K. Dierkes e J.W.M. Noordermeer.

[0028] A sílica pode ser usada em conjunto com um acoplador de sílica para acoplar a sílica ao(s) elastômero(s), para realçar desse modo o seu efeito como reforço para a composição de elastômero. O uso de acopladores de sílica para tal finalidade é bem conhecido e tem tipicamente uma porção reativa com grupos hidroxila (por exemplo, grupos silanol) na sílica e uma outra porção interativa com o(s) elastômero(s) para criar o efeito de acoplamento da sílica à borracha.

[0029] O agente de acoplamento para o dito reforço da sílica pode ser, por exemplo, (A) um polissulfeto de bis-(3-trialcoxisililalquila) tal como, por exemplo, um polissulfeto de bis-(3-trietoxisililpropila), ou (B) um polissulfeto de bis-(3-trietoxisililpropila) que tem uma média de cerca de 2 a cerca de 2,6 átomos de conexão de enxofre em sua ponte polissulfídica ou um polissulfeto de bis-(3-trietoxisililpropila) que tem uma média de cerca de 3,4 a cerca de 4 átomos de conexão em sua ponte polissulfídica, em que o dito polissulfeto de enxofre tem uma média de 2 a cerca de 2,6 átomos de conexão de enxofre em sua ponte polissulfídica (com a exclusão de tal polissulfeto que tem uma média de 3 a 4 átomos de conexão de enxofre em sua ponte polissulfídica) é misturado com a dita composição de borracha na ausência de enxofre e do acelerador da vulcanização do enxofre e em que o dito polissulfeto tem uma média de cerca de 3,4 a cerca de 4 átomos de conexão de enxofre em sua ponte polissulfídica é em seguida misturado com a dita composição de borracha na presença de enxofre e pelo menos um acelerador da vulcanização de enxofre, ou (C) um organoalcóxi mercaptossilano. Os exemplos representativos de vários organoalcóxi mercaptossilanos incluem, por exemplo, trietóxi mercaptopropil silano, trimetóxi mercaptopropil silano, metil dimetóxi mercaptopropil silano, metil dietóxi mercaptopropil silano, dimetil metóxi mercaptopropil silano, trietóxi mercaptoetil silano, tripropóxi mercaptopropil silano, etóxi dimetóxi mercaptopropil silano, etóxi diisopropóxi mercaptopropil silano, etóxi didodecilóxi mercaptopropil silano e etóxi dihexadecilóxi mercaptopropil silano.

[0030] O agente de acoplamento pode, por exemplo, ser adicionado diretamente à mistura de elastômero ou pode ser adicionado como um composto de sílica precipitada e tal agente de acoplamento é formado mediante o tratamento de uma sílica precipitada com o mesmo ou o tratamento de uma sílica coloidal com o mesmo, e precipitação do composto resultante.

[0031] Deve ser compreendido de imediato pelos elementos versados no estado da técnica que as composições de borracha podem ser combinadas pelos métodos geralmente conhecidos na técnica de composição da borracha, tal como a misturação das várias borrachas constituintes vulcanizáveis com enxofre com vários materiais aditivos normalmente usados tais como, por exemplo, auxiliares de cura, tal como o enxofre, ativadores, retardadores e aceleradores, aditivos de processamento, tais como óleos, resinas incluindo resinas C5-C9, resinas C5, resinas de cumarona-indeno, resinas de terpeno e resinas fenólicas de terpeno, a sílica acima mencionada, e outros plastificantes, cargas, pigmentos, ácidos graxos, óxido de zinco, ceras microcristalinas, antioxidantes e agentes antiozônio, agentes de peptização e carga de reforço de negro de fumo. Tal como é de conhecimento dos elementos versados na técnica, dependendo do uso pretendido do material vulcanizável com enxofre e vulcanizado com enxofre (borrachas), os aditivos acima mencionados são selecionados e normalmente usados em quantidades convencionais.

[0032] A vulcanização pode ser realizada na presença de um agente de vulcanização de enxofre. Os exemplos de agentes de vulcanização de enxofre apropriado incluem o enxofre elemental (enxofre livre) ou agentes de vulcanização doadores de enxofre, por exemplo, um bissulfeto de amina, um polissulfeto polimérico ou adutos de enxofre e olefina. De preferência, o agente de vulcanização de enxofre é enxofre elemental.

[0033] Os aceleradores são usados para controlar o tempo e/ou a temperatura requeridos para a vulcanização e para melhorar as propriedades do material vulcanizado. Em uma modalidade, um único sistema acelerador pode ser usado, isto é, o acelerador principal. Em uma outra modalidade, combinações de dois ou mais aceleradores em que o acelerador principal é usado normalmente na quantidade maior, e um acelerador secundário que é usado normalmente em quantidades menores a fim de ativar e melhorar as propriedades do material vulcanizado. São conhecidas as combinações desses aceleradores para produzir um efeito sinergístico nas propriedades finais e são um tanto melhores do que aquelas produzidas pelo uso de um ou outro acelerador sozinho. Além disso, podem ser usados aceleradores de ação retardada que não são afetados por temperaturas de processamento normais mas produzem curas satisfatórias a temperaturas de vulcanização normais. Os tipos apropriados de aceleradores que podem ser usados na presente invenção incluem aminas, dissulfetos, guanidinas, tioureias, tiazóis, tiuramas, sulfenamidas, ditiocarbamatos e xantatos. De preferência, o acelerador principal é uma sulfenamida. Se um segundo acelerador for usado, o acelerador secundário é de preferência uma guanidina, um ditiocarbamato ou um composto de tiurama. Uma descrição de uma metodologia apropriada para o processamento de borracha é fornecida no documento de patente GB 1.400.930, incorporado no presente documento a título de referência.

[0034] De modo general, os compostos com borracha de guaiule (GR) no lugar da borracha de Hevea (HR) tiveram resultados de processamento similares àqueles encontrados nos compostos de negro correspondentes. No entanto, de modo surpreendente, em compostos de sílica, os compostos de GR tiveram uma viscosidade Mooney menor, um torque complexo, um torque elástico e elevada tangente de δ. Na reometria capilar, os compostos de GR tiveram viscosidades similares aos compostos de HR com negro e outra vez de maneira surpreendente viscosidades menores com sílica. Esses resultados indicam que os compostos com GR têm uma melhor processabilidade do que seus equivalentes de HR em compostos de sílica e uma processabilidade similar em compostos de negro. Os compostos de GR eram geralmente menos afetados mediante a mudança do tipo de carga ou de óleo, o que sugere que a processabilidade de compostos de GR tem menos probabilidade de ser afetada pelas mudanças de composição que os compostos de HR.

[0035] Com a sílica como carga, os compostos de GR tiveram uma viscosidade Mooney menor com óleo naftênico do que aquelas com NR e óleo naftênico nas receitas A e B (vide abaixo). Os compostos de GR com sílica tiveram um S* mais baixo e uma tangente de δ mais elevada do que aqueles com HR e sílica na receita A com ambos os óleos e na receita C com TDAE. Com a sílica como carga, os compostos de GR com ambos os tipos de óleo tiveram S' mais baixos do que os compostos de HR equivalentes na receita A. Na receita C, isso só foi observado com TDAE. Esses resultados indicam que, na receita A, a mudança do polímero de HR para GR diminui a viscosidade e melhora a processabilidade da borracha. Nas receitas B e C isso é dependente do tipo de óleo. Na receita B os compostos de GR com óleo naftênico e os compostos GR da receita C com TDAE têm uma melhor processabilidade do que os seus equivalentes de HR. Em compostos de sílica, o aumento do óleo naftênico teve um efeito ligeiro de diminuição da viscosidade Mooney, S*, e S' com HR e nenhum efeito com GR. O aumento do nível de TDAE em compostos de sílica diminuiu a viscosidade Mooney S* e S', e aumentou os mesmos com GR. Isso indica que GR interage com os óleos de modo distinto do que HR e a sua processabilidade não é melhorada necessariamente por um aumento no óleo.

[0036] Para finalidades da presente invenção, um composto com melhor processabilidade é considerado como dotado de uma viscosidade Mooney menor. Uma referência à viscosidade Mooney (ML 1+4) de um elastômero ou um polímero vulcanizável com enxofre representa a viscosidade do respectivo elastômero ou polímero vulcanizável com enxofre em seu estado não curado. A viscosidade Mooney (ML 1+4) a 100°C usa um tempo de aquecimento de um minuto e um período de quatro minutos de medição da viscosidade, um método processual bem conhecido dos elementos versados nessa técnica. A processabilidade dos compostos também é melhorada se a tangente de δ do composto verde for maior, ou se a viscosidade como uma função do cisalhamento (tal como observado em um gráfico de reometria capilar) for menor.

[0037] Um pneu pode ser construído, formado, moldado e curado a partir da composição presentemente divulgada pelos vários métodos que serão prontamente aparentes aos elementos versados nessa técnica.

[0038] A invenção pode ser mais bem compreendida por meio de referência ao exemplo a seguir no qual as partes e as porcentagens são em peso a menos que esteja indicado de alguma outra maneira.

Exemplos:

[0039] Os elastômeros usados eram SIR-20 para os compostos de borracha de Hevea e de borracha de Guaiule isolados do látex e adquiridos junto à Yulex Corporation. Os compostos de Hevea e de Guaiule foram produzidos de acordo com as fórmulas nas receitas A (Talão), B (Parede Lateral) e C (Ápice). A viscosidade Mooney foi determinada ao usar a norma D1649 da ASTM, e os dados da reometria capilar foram obtidos ao usar a norma D5099 da ASTM. Todos os testes foram realizados a 100°C. Receita A - Banda de rodagem

aN-oxidietileno-2-benzotiazol sulfenamida

[0040] Os compostos de borracha foram misturados em um misturador Brabender de 300 cc ao usar os protocolos de misturação a seguir. Compostos de negro de fumo:

Nomenclatura de composto para a Reometria Capilar

[0041] De modo geral, os compostos com GR no lugar de HR tiveram resultados similares em compostos de negro. Em compostos de sílica, GR teve uma viscosidade Mooney menor, um torque complexo, um torque elástico e uma tangente de δ mais elevada. Na reometria capilar, os compostos de GR tiveram viscosidades similares aos compostos de HR com negro e viscosidades menores com sílica. Esses resultados indicam que os compostos com GR têm uma melhor processabilidade do que equivalentes de HR em compostos de sílica e uma processabilidade similar em compostos de negro. Os compostos de GR foram de modo geral menos afetados pela mudança da carga ou do tipo de óleo, o que sugere que a processabilidade dos compostos de GR tem menos probabilidade de ser afetada pelas mudanças na composição do que os compostos de HR. Em resumo, os compostos de sílica com GR têm características de processamento melhores do que os compostos equivalentes com HR.

[0042] Esta descrição escrita usa exemplos para permitir que qualquer elemento versado no estado da técnica faça e use a invenção. O âmbito patenteável da invenção é definido pelas reivindicações, e pode incluir outros exemplos que ocorrem aos elementos versados na técnica. Tais outros exemplos devem estar dentro do âmbito das reivindicações se tiverem elementos estruturais que não diferem da linguagem literal das reivindicações, ou se incluírem elementos estruturais equivalentes com diferenças não substanciais da linguagem literal das reivindicações. Além disso, a presente invenção se presta a buscar proteção para uma combinação de componentes e/ou etapas e uma combinação das reivindicações tal como apresentado originalmente para exame, bem como a buscar proteção potencial para outras combinações de componentes e/ou etapas e combinações das reivindicações durante o processo.

Claims

1. Composição de borracha, caracterizada pelo fato de que compreende cis-1,4-poliisopreno derivado de guaiule e 15 a 90 phr de sílica incluindo um agente de acoplamento, em que a dita composição contém menos de 20% das proteínas associadas com a borracha de Hevea e incluindo ainda ao menos um traço de resinas presentes no guaiule.

2. Composição de borracha, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o agente de acoplamento compreende um agente de acoplamento de silano.

3. Composição de borracha, de acordo com a reivindicação 2, caracterizada pelo fato de que o agente de acoplamento de silano é selecionado do grupo que inclui tetrassulfeto de bis(trietoxisilipropila) (TESPT), dissulfeto de bis(trietoxisilipropil-ila) (TESPD), trimetóxi 3- mercaptopropil silano (A -189) e trietóxi 3-mercaptoproppil silano (A- 1891).

4. Composição de borracha, de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que a sílica é pré-tratada com um agente de acoplamento de silano antes de ser misturada com a borracha.

5. Composição de borracha, de acordo com a reivindicação 4, caracterizada pelo fato de que inclui pelo menos um traço de sintase de óxido de aleno.

6. Composição de borracha, de acordo com a reivindicação 5, caracterizada pelo fato de que a área de superfície da sílica fica entre 175 e 90 m2/g.

7. Composição de borracha, de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que compreende a borracha sintética e entre 40 a100 phr de borracha de guaiule.

8. Composição de borracha de acordo com a reivindicação 7, caracterizada pelo fato de que inclui 20 a 80 phr de sílica.

9. Pneu (T), caracterizado pelo fato de que contém a composição de borracha como definido nas reivindicações 1 a 8.

10. Método de formação de um composto de borracha, caracterizado pelo fato de que compreende as etapas de: - hidrofobização de sílica; - obtenção de uma borracha natural de guaiule; - misturar a sílica hidrofobizada com a borracha; - produzir um composto não produtivo, em que borracha adicional pode ou não ser usada na produção do composto não produtivo; - misturar agentes de cura com o composto não produtivo para produzir um composto final, em que o composto final é uma composição de borracha compreendendo cis-1,4-poliisopreno derivado de guaiule e 15 a 90 phr de sílica incluindo um agente de acoplamento, em que a dita composição contém menos de 20% das proteínas associadas com a borracha de Hevea e incluindo ainda ao menos um traço de resinas presentes no guaiule; - produzir um artigo de borracha que compreende o composto final; e - vulcanizar o artigo de borracha.