FR3119169A1 - Pneu incorporant une composition de caoutchouc comprenant une résine hydrocarbure spécifique - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne des pneus comprenant une composition de caoutchouc basée sur au moins une matrice d’élastomère comprenant de 50 à 100 phr d’au moins un copolymère de butadiène et de monomère vinylaromatique, ayant une teneur en motifs vinylaromatiques comprise entre 0 et 5 % en poids et un Tg dans une plage s’étendant de -110 °C à -70 °C ; et une résine hydrocarbure, dans laquelle ladite résine hydrocarbure est basée sur un monomère cyclique choisi dans le groupe constitué d’une coupe de distillation d’un flux de raffinerie de pétrole, et/ou d’oléfines cycliques en C4, C5 ou C6 et des mélanges de ceux-ci, et dans laquelle la résine hydrocarbure a une teneur en protons aromatiques (H Ar, exprimée en % en moles), une température de transition vitreuse (Tg, exprimée en °C), et un poids moléculaire moyen en nombre (Mn, exprimé en g/mol) qui sont représentés par (1) 12 % en moles ≤ H Ar ≤ 19 % en moles, (2) Tg ≥ 95 - 2.2 * (H Ar), (3) Tg ≥ -53 + (0,265 * Mn) et (4) 300 g/mol ≤ Mn ≤ 450 g/mol.
Description
La présente invention concerne des pneus comprenant des compositions de caoutchouc comprenant une résine hydrocarbure spécifique.
Il est connu dans l’état de la technique que des élastomères ayant une température de transition vitreuse (« Tg ») basse permettent une amélioration en termes de performances d’abrasion (WO 2015/043902). Ces élastomères à Tg bas, cependant, présentent une faible compatibilité avec les résines plastifiantes à base d’hydrocarbure typiquement utilisées dans des pneus, ce qui les rend inadaptées pour une utilisation aisée et optimale dans des compositions pour des pneus qui peuvent présenter le meilleur compromis entre propriétés de performances qui sont difficiles à concilier simultanément (à savoir, la résistance à l’usure et l’adhérence, qui doivent être élevées, et la résistance au roulement, qui doit être faible afin de réduire au minimum la consommation de carburant).
Par conséquent, il est actuellement bénéfique pour les fabricants de pneus de trouver des formules qui permettent d’améliorer l’équilibre entre toutes ces propriétés de performances, en particulier par amélioration de la compatibilité des élastomères avec les résines plastifiantes à base d’hydrocarbure.
Le document WO2013/176712 décrit différentes résines de type cyclopentadiène/ dicyclopentadiène/ méthylcyclopentadiène, ayant des poids et des points de ramollissement spécifiques. Dans ce document, ces résines sont utilisées dans les exemples décrits pour améliorer l’adhérence sur sol mouillé.
Les documents WO2017/064235 et WO2017/168099 décrivent en outre différentes résines de type cyclopentadiène /dicyclopentadiène/ méthylcyclopentadiène, et leur utilisation dans des pneus ayant une adhérence élevée et une faible résistance au roulement.
Présentement, les demandeurs ont monté qu’une composition particulière comprenant une résine à base d’hydrocarbure spécifique permet d’obtenir des pneus ayant un comportement sur la route amélioré à différentes températures. L’invention concerne de tels pneus, comme décrit plus avant ci-dessous.
La présente invention concerne des pneus comprenant une composition de caoutchouc basée sur au moins une matrice d’élastomère comprenant de 50 à 100 phr d’au moins un copolymère de butadiène et de monomère vinylaromatique, ayant une teneur en motifs vinylaromatiques comprise entre 0 et 5 % en poids et un Tg dans une plage s’étendant de -110 °C à -70 °C ; et une résine hydrocarbure, dans laquelle ladite résine hydrocarbure est basée sur un monomère cyclique choisi dans le groupe constitué d’une coupe de distillation d’un flux de raffinerie de pétrole, et/ou d’oléfines cycliques en C4, C5ou C6et des mélanges de ceux-ci, et dans laquelle la résine hydrocarbure a une teneur en protons aromatiques (H Ar, exprimée en % en moles), une température de transition vitreuse (Tg, exprimée en °C), et un poids moléculaire moyen en nombre (Mn, exprimé en g/mol) qui sont représentés par (1) 12 % en moles ≤ H Ar ≤ 19 % en moles, (2) Tg ≥ 95 - 2,2 * (H Ar), (3) Tg ≥ -53 + (0,265 * Mn) et (4) 300 g/mol ≤ Mn ≤ 450 g/mol.
Le pneu selon l’invention sera choisi parmi, sans limitation, les pneus destinés à équiper un véhicule à deux roues, un véhicule pour passagers, ou sinon un véhicule à « charge lourde » (c’est-à-dire, un métro, un bus, des véhicules tout-terrain, des véhicules de transport à charge lourde, tels que des camions, des tracteurs ou des remorques), ou sinon un aéronef, un équipement de construction, des véhicules agricoles lourds ou des véhicules de manutention.
La est un graphique de la relation de Tg et H Ar de la présente résine hydrocarbure, d’une résine comparative et de compositions élastomères de l’état de la technique.
La est un graphique de la relation de Tg et Mndes présentes résines hydrocarbures, d’additifs hydrocarbures de l’état de la technique comparatifs et de compositions élastomères comparatives de l’état de la technique.
La est un graphique de la relation de Tg et Mz des présentes résines hydrocarbures, d’additifs hydrocarbures de l’état de la technique comparatifs et de compositions élastomères de l’état de la technique.
Claims (15)
- Pneu comprenant une composition de caoutchouc basée sur au moins une matrice d’élastomère comprenant de 50 à 100 phr d’au moins un copolymère de butadiène et de monomère vinylaromatique, ayant une teneur en motifs vinylaromatiques comprise entre 0 et 5 % en poids et un Tg dans une plage s’étendant de -110 °C à -70 °C ; et une résine hydrocarbure, dans lequel ladite résine hydrocarbure est basée sur un monomère cyclique choisi dans le groupe constitué d’une coupe de distillation d’un flux de raffinerie de pétrole, d’oléfines cycliques en C4, C5et C6et des mélanges de ceux-ci, et dans lequel la résine hydrocarbure a une teneur en protons aromatiques (H Ar, exprimée en % en moles), une température de transition vitreuse (Tg, exprimée en °C), et un poids moléculaire moyen en nombre (Mn, exprimé en g/mol) qui sont représentés par
(1) 12 % en moles ≤ H Ar ≤ 19 % en moles,
(2) Tg ≥ 95 - 2,2 * (H Ar),
(3) Tg ≥ -53 + (0,265 * Mn) et
(4) 300 g/mol ≤ Mn ≤ 450 g/mol. - Pneu selon la revendication précédente, dans lequel la résine hydrocarbure est en outre caractérisée par un Tg de 70 °C à 95 °C, de préférence de 70 °C à 90 °C.
- Pneu selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la résine hydrocarbure est en outre caractérisée par un poids moléculaire moyen Z (Mz) inférieur à 1000 g/mol.
- Pneu selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la résine hydrocarbure comprend les motifs de monomère cyclique en une quantité comprise entre 10 % en poids et 90 % en poids, de préférence en une quantité comprise entre 25 % en poids et 80 % en poids.
- Pneu selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le monomère cyclique est choisi dans le groupe constitué du cyclopentène, du cyclopentadiène, du dicyclopentadiène, du cyclohexène, du 1,3-cylohexadiène, du 1,4-cyclohexadiène, du méthylcyclopentadiène, du di(méthylcyclopentadiène) et des mélanges de ceux-ci ; de préférence dans le groupe constitué du dicyclopentadiène, du cyclopentadiène, du méthylcyclopentadiène et des mélanges de ceux-ci ; de préférence le monomère cyclique est le cyclopentadiène.
- Pneu selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la résine hydrocarbure comprend des motifs de méthylcyclopentadiène en une quantité comprise entre 0,1 % en poids et 15 % en poids, de préférence entre 0,1 % en poids et 5 % en poids.
- Pneu selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la résine hydrocarbure est en outre basée sur un monomère aromatique, de préférence en une quantité comprise entre 10 % en poids et 90 % en poids, plus préférablement en une quantité comprise entre 20 % en poids et 75 % en poids.
- Pneu selon la revendication précédente, dans lequel le monomère aromatique est choisi dans le groupe constitué de composés oléfine-aromatiques, de coupes de distillation aromatiques et des mélanges de ceux-ci.
- Pneu selon la revendication précédente, dans lequel le monomère aromatique est une coupe de distillation aromatique, de préférence une coupe de distillation comprenant au moins l’un parmi le styrène, des dérivés substitués par alkyle de styrène, l’indène, des dérivés substitués par alkyle d’indène, et des mélanges de ceux-ci ; ou le monomère aromatique comprend un composé oléfine-aromatique choisi dans le groupe constitué de dérivés d’indène, de composés vinylaromatiques et des mélanges de ceux-ci.
- Pneu selon la revendication précédente, dans lequel le monomère aromatique comprend un dérivé d’indène de formule (I) ou un composé vinylaromatique de formule (II)
dans laquelle R1et R2représentent, indépendamment l’un de l’autre, un atome d’hydrogène, un groupe alkyle, un groupe alcényle, un groupe cycloalkyle, un groupe aryle ou un groupe arylalkyle ;
dans laquelle R3et R4représentent, indépendamment l’un de l’autre, un atome d’hydrogène, un groupe alkyle, un groupe alcényle, un groupe cycloalkyle, un groupe aryle ou un groupe arylalkyle. - Pneu selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la résine hydrocarbure présente au moins une et, de préférence, la totalité des caractéristiques supplémentaires suivantes :
- un poids moléculaire moyen en nombre (Mn) compris entre 350 et 420 g/mol,
- une température de transition vitreuse (Tg) représentée par Tg ≥ 100 - 2,2 * (H Ar),
- une température de transition vitreuse (Tg) représentée par Tg ≥ -32 + (0,265 * Mn).
- Pneu selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la teneur en ladite résine hydrocarbure est dans une plage s’étendant de 15 à 150 phr et, de préférence, de 25 à 120 phr.
- Pneu selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ledit copolymère de butadiène et de monomère vinylaromatique a (ont) un Tg dans une plage s’étendant de -110 ºC à -80 ºC, de préférence de -95 ºC à -80 ºC.
- Pneu selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel ledit copolymère de butadiène et de monomère vinylaromatique a (ont) une teneur en motifs vinylaromatiques de 1 à 4 % en poids par rapport au poids total du copolymère, et en outre une teneur en motifs vinyliques, par rapport à la partie diène, dans la plage de 8 à 15 % en poids, de préférence dans la plage de 10 à 15 % en poids.
- Pneu selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel au moins 70 % en poids dudit copolymère de butadiène et de monomère vinylaromatique est fonctionnalisé ; de préférence principalement fonctionnalisé au milieu de la chaîne ; de préférence fonctionnalisé par un groupe alcoxysilane, facultativement, partiellement ou totalement hydrolysé pour obtenir du silanol, le groupe alcoxysilane comportant ou ne comportant pas une autre fonction capable d’interagir avec une charge de renforcement, le groupe alcoxysilane étant lié à l’élastomère de diène par l’intermédiaire de l’atome de silicium.
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