BR112020020053B1 - VULCANIZABLE ELASTOMERIC COMPOSITION FOR TIRES, TIRE COMPONENT FOR VEHICLE WHEELS, AND, TIRE FOR VEHICLE WHEELS - Google Patents
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Abstract
COMPOSIÇÃO ELASTOMÉRICA VULCANIZÁVEL PARA PNEUS, COMPONENTE DO PNEU PARA RODAS DE VEÍCULO, E, PNEU PARA RODAS DE VEÍCULO. A presente invenção se refere a novas composições elastoméricas para pneus, compreendendo sílicas particulares obtidas a partir de cinzas de casca de arroz, e os pneus relacionados que as incorporam, particularmente na banda de rodagem. Essas composições são geralmente distinguidas por boas propriedades mecânicas estáticas e dinâmicas e, inesperadamente, por uma melhor resistência à abrasão e ao rasgo, o que se reflete em uma vida mais longa dos pneus que as incorporam.VULCANIZABLE ELASTOMERIC COMPOSITION FOR TIRES, TIRE COMPONENT FOR VEHICLE WHEELS, AND TIRE FOR VEHICLE WHEELS. The present invention relates to new elastomeric tire compositions, comprising particular silicas obtained from rice husk ash, and related tires incorporating them, particularly in the tread. These compositions are generally distinguished by good static and dynamic mechanical properties and, unexpectedly, by better resistance to abrasion and tearing, which is reflected in a longer life of the tires that incorporate them.
Description
[001] A presente invenção refere-se a novas composições elastoméricas para pneus, compreendendo sílicas particulares obtidas a partir de cinzas de casca de arroz, e os pneus relacionados que as incorporam, particularmente na banda de rodagem.[001] The present invention relates to new elastomeric compositions for tires, comprising particular silicas obtained from rice husk ash, and related tires that incorporate them, particularly in the tread.
[002] As referidas composições são distinguidas por boas propriedades mecânicas estáticas e dinâmicas e, inesperadamente, por uma melhor resistência à abrasão e ao rasgo.[002] Said compositions are distinguished by good static and dynamic mechanical properties and, unexpectedly, by better resistance to abrasion and tearing.
[003] Na indústria da borracha, e mais particularmente na indústria de pneus, é conhecido o acréscimo de cargas de reforço às composições elastoméricas a fim de melhorar suas propriedades mecânicas.[003] In the rubber industry, and more particularly in the tire industry, it is known to add reinforcing fillers to elastomeric compositions in order to improve their mechanical properties.
[004] Devido ao seu alto poder de reforço, o negro de fumo é a carga mais comumente usada. No entanto, ela confere uma forte histerese aos artigos, ou seja, aumenta o calor dissipado em condições dinâmicas. Em pneus, isso resulta no aumento indesejado da resistência ao rolamento e, sobretudo, em maior consumo de combustível, na produção de emissões mais poluentes e maiores custos de transporte.[004] Due to its high reinforcing power, carbon black is the most commonly used filler. However, it gives strong hysteresis to the articles, that is, it increases the heat dissipated in dynamic conditions. In tires, this results in an unwanted increase in rolling resistance and, above all, in greater fuel consumption, the production of more polluting emissions and higher transport costs.
[005] Uma melhoria neste sentido foi alcançada pelo uso das chamadas cargas de reforço “brancas”, tais como giz, talco, caulim, bentonita, dióxido de titânio e especialmente sílica, cargas que podem substituir parcial ou totalmente o negro de fumo em composições elastoméricas, em particular da banda de rodagem, e conferem uma menor resistência ao rolamento, uma boa aderência em piso molhado e ao mesmo tempo um reforço suficiente aos pneus.[005] An improvement in this sense was achieved by the use of so-called “white” reinforcing fillers, such as chalk, talc, kaolin, bentonite, titanium dioxide and especially silica, fillers that can partially or totally replace carbon black in compositions. elastomeric materials, particularly the tread, and provide lower rolling resistance, good grip on wet surfaces and at the same time provide sufficient reinforcement to the tires.
[006] Estas composições elastoméricas compreendendo sílica podem, portanto, ser usadas com vantagem em pneus sujeitos a diferentes desempenhos, tais como pneus HP, pneus de verão, todas as estações ou inverno.[006] These elastomeric compositions comprising silica can therefore be used with advantage in tires subject to different performances, such as HP tires, summer, all-season or winter tires.
[007] Para tais usos, sílicas com diferentes características estão comercialmente disponíveis ou podem ser preparadas de acordo com processos conhecidos.[007] For such uses, silicas with different characteristics are commercially available or can be prepared according to known processes.
[008] Alguns métodos de preparação convencionais usam areia como matéria-prima, solubilizando a sílica cristalina na forma de silicatos a altas temperaturas e com bases fortes e, por fim, reprecipitando-a com ácidos fortes, conforme descrito, por exemplo, no artigo Silicon (2017) 9: 917-922 intitulado “Preparação e caracterização de sílica precipitada usando silicato de sódio preparado da areia do deserto da Arábia Saudita”.[008] Some conventional preparation methods use sand as a raw material, solubilizing crystalline silica in the form of silicates at high temperatures and with strong bases and, finally, reprecipitating it with strong acids, as described, for example, in the article Silicon (2017) 9: 917-922 titled “Preparation and characterization of precipitated silica using sodium silicate prepared from Saudi Arabian desert sand”.
[009] Esses processos usam preferencialmente hidróxido de sódio para solubilização e ácido sulfúrico para posterior precipitação, com formação de sulfato de sódio, um subproduto de pouco interesse comercial que geralmente é descartado em águas residuais com impacto ambiental não desprezível.[009] These processes preferably use sodium hydroxide for solubilization and sulfuric acid for subsequent precipitation, with the formation of sodium sulfate, a byproduct of little commercial interest that is generally discarded in wastewater with a non-negligible environmental impact.
[0010] Por outro lado, os fabricantes de pneus e automóveis precisam cada vez mais de pneus mais sustentáveis, incluindo matérias-primas obtidas de fontes renováveis e, possivelmente, de processos eco-compatíveis.[0010] On the other hand, tire and car manufacturers increasingly need more sustainable tires, including raw materials obtained from renewable sources and, possibly, eco-compatible processes.
[0011] Os métodos de preparação foram, portanto, desenvolvidos a partir da casca de arroz, uma fonte renovável, que opera em condições mais amenas, principalmente em temperaturas mais baixas.[0011] The preparation methods were, therefore, developed from rice husk, a renewable source, which operates in milder conditions, mainly at lower temperatures.
[0012] Por exemplo, o documento EP1312581A2 (Goodyear) descreve um processo para a produção de sílica a partir da cinza da casca de arroz, onde, no entanto, a etapa de precipitação é de fato ainda por acidificação clássica com ácidos fortes, com os problemas de descarte mencionados acima. A descrição não contém nenhuma caracterização específica das sílicas assim obtidas nem informações particulares sobre as propriedades dos pneus correspondentes, mas ensina que para melhorar a sua dispersibilidade em matrizes elastoméricas é preferível pré-tratá-las superficialmente com silanos.[0012] For example, document EP1312581A2 (Goodyear) describes a process for producing silica from rice husk ash, where, however, the precipitation step is in fact still by classical acidification with strong acids, with the disposal problems mentioned above. The description does not contain any specific characterization of the silicas thus obtained nor particular information about the properties of the corresponding tires, but teaches that to improve their dispersibility in elastomeric matrices it is preferable to pre-treat them superficially with silanes.
[0013] Outra melhoria em termos de compatibilidade ecológica ocorreu com alguns processos de preparação de sílica a partir da cinza da casca de arroz, onde a precipitação foi realizada com dióxido de carbono. Esses processos levam à formação de subprodutos mais eco-compatíveis, em particular carbonato de sódio, que pode ser convertido em hidróxido de sódio e carbonato de cálcio, que por sua vez é decomposto em óxido de cálcio e dióxido de carbono. Todos esses subprodutos podem ser totalmente reciclados no próprio processo, evitando com vantagem qualquer disposição final.[0013] Another improvement in terms of ecological compatibility occurred with some silica preparation processes from rice husk ash, where precipitation was carried out with carbon dioxide. These processes lead to the formation of more eco-friendly by-products, in particular sodium carbonate, which can be converted into sodium hydroxide and calcium carbonate, which in turn is broken down into calcium oxide and carbon dioxide. All of these by-products can be completely recycled in the process itself, advantageously avoiding any final disposal.
[0014] Por exemplo, o documento WO2004073600A2 (Ind. Inst. Science) refere-se a um processo para a preparação de sílicas a partir de cinza de casca de arroz por precipitação com dióxido de carbono e suas aplicações nos mais diversos setores tais como borrachas, plásticos, pinturas, tintas, pastas de dente, cosméticos, catalisadores, carreadores, isolantes, estabilizadores e dessecantes.[0014] For example, document WO2004073600A2 (Ind. Inst. Science) refers to a process for the preparation of silicas from rice husk ash by precipitation with carbon dioxide and its applications in the most diverse sectors such as rubbers, plastics, paints, inks, toothpastes, cosmetics, catalysts, carriers, insulators, stabilizers and desiccants.
[0015] As sílicas descritas no mesmo têm uma ampla faixa de áreas de superfície (de 50 a 400 m2/g) e densidade após compactação (densidade compactada, de 80 a 510 g/l).[0015] The silicas described therein have a wide range of surface areas (from 50 to 400 m2/g) and density after compaction (compacted density, from 80 to 510 g/l).
[0016] O documento afirma de forma totalmente genérica que as sílicas com uma densidade após compactação de mais de 200-250 g/l são principalmente exigidas pela indústria de pneus, sem prover exemplos de incorporação real de qualquer sílica em particular ou sugerir algum desempenho melhorado da mesma.[0016] The document states in an entirely generic way that silicas with a density after compaction of more than 200-250 g/l are mainly required by the tire industry, without providing examples of actual incorporation of any particular silica or suggesting any performance improved the same.
[0017] O documento WO2017179070A1 (Ind. Inst. Science) descreve um processo para a preparação de sílica a partir da cinza da casca de arroz por precipitação com dióxido de carbono, melhorado em relação ao mostrado no documento anterior WO2004073600A2. Em geral, afirma-se que a sílica pode ser aplicada em borrachas de reforço e plásticos, em revestimentos espessantes e tintas, em tintas de impressão, em plásticos e cosméticos, como antibloqueador em folhas de plástico, como carreador de pesticidas e catalisadores. Nenhuma aplicação específica ou qualquer vantagem particular é sugerida. As sílicas obteníveis de acordo com o método aqui descrito geralmente têm uma área superficial de 150 a 400 m2/g (página 14), enquanto as exemplificadas são de 87 a 403 m2/g.[0017] Document WO2017179070A1 (Ind. Inst. Science) describes a process for preparing silica from rice husk ash by carbon dioxide precipitation, improved over that shown in previous document WO2004073600A2. In general, it is stated that silica can be applied in reinforcing rubbers and plastics, in thickening coatings and paints, in printing inks, in plastics and cosmetics, as an antiblocking agent in plastic sheets, as a carrier for pesticides and catalysts. No specific application or any particular advantage is suggested. Silicas obtainable according to the method described here generally have a surface area of 150 to 400 m2/g (page 14), while those exemplified are 87 to 403 m2/g.
[0018] As composições elastoméricas atuais para pneus, em particular as composições de banda de rodagem, geralmente usam sílicas convencionais, isto é, sílicas obtidas de areia por precipitação com ácido sulfúrico e possível pré-tratamento com silanizadores.[0018] Current elastomeric tire compositions, in particular tread compositions, generally use conventional silicas, that is, silicas obtained from sand by precipitation with sulfuric acid and possible pretreatment with silanizers.
[0019] O Requerente notou que quando essas sílicas convencionais têm uma área superficial elevada, indicativamente maior do que 190 m2/g, elas são mais difíceis de processar e dispersáveis na matriz, possivelmente devido ao aumento do número de silanóis polares que interagem mal com o elastômero.[0019] The Applicant noted that when these conventional silicas have a high surface area, indicatively greater than 190 m2/g, they are more difficult to process and dispersible in the matrix, possibly due to the increased number of polar silanols that interact poorly with the elastomer.
[0020] Uma boa dispersibilidade da sílica na matriz elastomérica é um requisito importante para a obtenção de composições adequadas para uso em pneus. Na verdade, uma dispersão não homogênea, com a formação de numerosos e/ou agregados volumosos, reflete negativamente no desempenho do próprio material, resultando, por exemplo, em uma histerese excessiva ou em um mau comportamento de ruptura.[0020] Good dispersibility of silica in the elastomeric matrix is an important requirement for obtaining compositions suitable for use in tires. In fact, an inhomogeneous dispersion, with the formation of numerous and/or bulky aggregates, has a negative impact on the performance of the material itself, resulting, for example, in excessive hysteresis or poor rupture behavior.
[0021] Portanto, em composições elastoméricas comerciais são geralmente usadas sílicas convencionais distinguidas por uma área superficial inferior a 190 m2/g, geralmente entre 155 e 185 m2/g, precisamente porque são mais dispersíveis na matriz elastomérica.[0021] Therefore, in commercial elastomeric compositions conventional silicas distinguished by a surface area of less than 190 m2/g, generally between 155 and 185 m2/g, are generally used, precisely because they are more dispersible in the elastomeric matrix.
[0022] As composições elastoméricas para pneus contendo tais sílicas convencionais de baixa área superficial podem ser consideradas como uma referência no que diz respeito às propriedades mecânicas e dinâmicas, em particular no que diz respeito à abrasão e resistência ao rasgo.[0022] Elastomeric tire compositions containing such conventional low surface area silicas can be considered as a reference with regard to mechanical and dynamic properties, in particular with regard to abrasion and tear resistance.
[0023] O Requerente foi capaz de verificar que composições elastoméricas compreendendo sílicas eco-compatíveis de cinza de casca de arroz, tendo valores convencionais de área superficial e densidade após compactação, mostram resistências ao rasgo e abrasão significativamente piores do que as composições elastoméricas contendo sílicas convencionais.[0023] The Applicant was able to verify that elastomeric compositions comprising eco-compatible silicas from rice husk ash, having conventional values of surface area and density after compaction, show significantly worse tear and abrasion resistance than elastomeric compositions containing silicas conventional.
[0024] No entanto, o Requerente verificou surpreendentemente que certas sílicas específicas com uma área superficial maior, que podem ser preparadas a partir de fontes renováveis, em particular a partir da cinza da casca de arroz e precipitadas com dióxido de carbono, não são apenas bem dispersáveis, mesmo na ausência de pré-silanização, apesar da elevada área superficial e do elevado teor de silanóis, mas sobretudo conferem às composições elastoméricas incorporando-as uma melhor resistência à abrasão e ao rasgo, sem aumentar a resistência ao rolamento ou alterar outras propriedades importantes dos pneus finais. Essa resistência aumentada das composições elastoméricas nos testes de abrasão e rasgo se traduz vantajosamente em uma vida útil mais longa dos pneus que as incorporam, além da melhora significativa da eco-compatibilidade dos próprios pneus.[0024] However, the Applicant has surprisingly found that certain specific silicas with a larger surface area, which can be prepared from renewable sources, in particular from rice husk ash and precipitated with carbon dioxide, are not only well dispersible, even in the absence of pre-silanization, despite the high surface area and high silanol content, but above all they provide elastomeric compositions by incorporating them with better resistance to abrasion and tearing, without increasing rolling resistance or altering other important properties of the final tires. This increased resistance of elastomeric compositions in abrasion and tear tests translates advantageously into a longer useful life of the tires that incorporate them, in addition to a significant improvement in the eco-compatibility of the tires themselves.
[0025] Portanto, um primeiro aspecto da presente invenção é uma composição elastomérica vulcanizável para pneus que compreende pelo menos: (a) 100 phr de um polímero elastomérico de dieno, (b) 1 a 150 phr de uma sílica com uma área superficial BET medida de acordo com ISO 18852 superior a 190 m2/g, uma densidade após compactação medida de acordo com o método relatado na descrição superior a 220 g/l e um teor total de sais solúveis em água medidos de acordo com o método relatado na descrição inferior a 0,5% em peso, (c) 0 a 120 phr de uma carga de reforço adicional, (d) 0,1 a 15 phr de um agente de vulcanização, e (e) 0 a 20 phr de um agente de acoplamento.[0025] Therefore, a first aspect of the present invention is a vulcanizable elastomeric composition for tires comprising at least: (a) 100 phr of an elastomeric diene polymer, (b) 1 to 150 phr of a silica having a BET surface area measured according to ISO 18852 greater than 190 m2/g, a density after compaction measured according to the method reported in the description greater than 220 g/l and a total water-soluble salt content measured according to the method reported in the lower description to 0.5% by weight, (c) 0 to 120 phr of an additional reinforcing filler, (d) 0.1 to 15 phr of a vulcanizing agent, and (e) 0 to 20 phr of a coupling agent .
[0026] Sem desejar se limitar a qualquer teoria interpretativa, o Requerente acredita que, além da alta área superficial e alta densidade após a compactação, mesmo o baixo teor de sais solúveis em água permite que as sílicas eco-compatíveis melhorem tanto a resistência à abrasão quanto a resistência ao rasgo da composição elastomérica vulcanizada que as incorpora.[0026] Without wishing to be limited to any interpretative theory, the Applicant believes that, in addition to the high surface area and high density after compaction, even the low content of water-soluble salts allows eco-compatible silicas to both improve resistance to abrasion and tear resistance of the vulcanized elastomeric composition that incorporates them.
[0027] Um segundo aspecto da presente invenção se refere a um componente de pneu para rodas de veículo que compreende uma composição elastomérica vulcanizável de acordo com o primeiro aspecto ou uma composição elastomérica vulcanizada, obtida por vulcanização da composição elastomérica vulcanizável de acordo com o primeiro aspecto.[0027] A second aspect of the present invention relates to a tire component for vehicle wheels comprising a vulcanizable elastomeric composition according to the first aspect or a vulcanized elastomeric composition, obtained by vulcanizing the vulcanizable elastomeric composition according to the first aspect.
[0028] Um terceiro aspecto da presente invenção refere-se a um pneu para roda de veículo que compreende pelo menos um componente de pneu de acordo com o segundo aspecto.[0028] A third aspect of the present invention relates to a vehicle wheel tire comprising at least one tire component according to the second aspect.
[0029] Para os fins da presente descrição e das reivindicações a seguir, o termo “phr” (partes por centenas de borracha) significa as partes em peso de um determinado componente da composição elastomérica vulcanizável por 100 partes em peso do polímero elastomérico de dieno.[0029] For the purposes of the present description and the following claims, the term “phr” (parts per hundreds of rubber) means the parts by weight of a given component of the vulcanizable elastomeric composition per 100 parts by weight of the diene elastomeric polymer .
[0030] Salvo indicação em contrário, todas as percentagens são expressas como percentagens em peso.[0030] Unless otherwise indicated, all percentages are expressed as percentages by weight.
[0031] Na presente descrição, os termos relativos “área superficial elevada ou superior” e semelhantes, onde não especificado de outra forma, indicam uma área superficial das sílicas superior a 190 m2/g.[0031] In the present description, the relative terms “high or greater surface area” and the like, where not otherwise specified, indicate a surface area of the silicas greater than 190 m2/g.
[0032] Da mesma forma, os termos relativos “área superficial baixa ou inferior” e semelhantes, onde não especificado de outra forma, indicam uma área superficial da sílica inferior a 190 m2/g.[0032] Likewise, the relative terms “low or lower surface area” and the like, where not otherwise specified, indicate a silica surface area of less than 190 m2/g.
[0033] Na presente descrição, a sílica de cinza de casca de arroz também é citada como sílica “eco-compatível” por ser preparada a partir de fonte renovável e preferencialmente precipitada com dióxido de carbono, com formação de subprodutos totalmente recicláveis no próprio processo de preparação.[0033] In the present description, rice husk ash silica is also cited as “eco-compatible” silica as it is prepared from a renewable source and preferably precipitated with carbon dioxide, with the formation of fully recyclable by-products in the process itself. of preparation.
[0034] Na presente descrição, o termo “sílica convencional” significa uma sílica preparada a partir de areia (fontes fósseis) e precipitada com ácidos inorgânicos fortes (tais como, por exemplo, ácido sulfúrico).[0034] In the present description, the term “conventional silica” means a silica prepared from sand (fossil sources) and precipitated with strong inorganic acids (such as, for example, sulfuric acid).
[0035] Na presente descrição, o termo “verde” é usado para indicar um material, uma composição, um componente ou um pneu ainda não vulcanizado.[0035] In the present description, the term “green” is used to indicate a material, a composition, a component or a tire that has not yet been vulcanized.
[0036] Na presente descrição, a frase “composição compreendendo pelo menos” seguida por uma lista de vários ingredientes de diferentes categorias indica que também pode haver mais de um dos referidos ingredientes de cada categoria na mistura (por exemplo, um ou mais polímeros elastoméricos de dieno a), uma ou mais sílicas b), uma ou mais cargas de reforço c), um ou mais agentes de vulcanização d), um ou mais agentes de acoplamento e) etc.).[0036] In the present description, the phrase “composition comprising at least” followed by a list of several ingredients from different categories indicates that there may also be more than one of said ingredients from each category in the mixture (for example, one or more elastomeric polymers diene a), one or more silicas b), one or more reinforcing fillers c), one or more vulcanizing agents d), one or more coupling agents e) etc.).
[0037] De acordo com um primeiro aspecto, a presente invenção se refere a uma composição elastomérica vulcanizável para pneus.[0037] According to a first aspect, the present invention relates to a vulcanizable elastomeric composition for tires.
[0038] A composição elastomérica vulcanizável para pneus de acordo com a presente invenção é distinguida por um ou mais dos seguintes aspectos preferidos considerados isoladamente ou em combinação uns com os outros.[0038] The vulcanizable elastomeric composition for tires according to the present invention is distinguished by one or more of the following preferred aspects considered alone or in combination with each other.
[0039] A composição elastomérica vulcanizável para pneus de acordo com a presente invenção compreende 100 phr de pelo menos um polímero elastomérico de dieno (a).[0039] The vulcanizable elastomeric composition for tires according to the present invention comprises 100 phr of at least one diene elastomeric polymer (a).
[0040] De preferência, o polímero elastomérico de dieno (a) que pode ser usado na presente invenção pode ser selecionado daqueles comumente usados em composições elastoméricas vulcanizáveis com enxofre, que são particularmente adequadas para a produção de pneus, isto é, a partir de polímeros ou copolímeros elastoméricos com uma cadeia insaturada com uma temperatura de transição vítrea (Tg) geralmente abaixo de 20°C, de preferência na faixa de 0°C a -110°C. Estes polímeros ou copolímeros podem ser de origem natural ou podem ser obtidos por polimerização em solução, polimerização em emulsão ou polimerização em fase gasosa de uma ou mais diolefinas conjugadas, opcionalmente misturadas com pelo menos um comonômero selecionado de monovinilarenos e/ou comonômeros polares em uma quantidade não excedendo a 60% em peso.[0040] Preferably, the diene elastomeric polymer (a) that can be used in the present invention can be selected from those commonly used in sulfur vulcanizable elastomeric compositions, which are particularly suitable for the production of tires, that is, from elastomeric polymers or copolymers with an unsaturated chain having a glass transition temperature (Tg) generally below 20°C, preferably in the range of 0°C to -110°C. These polymers or copolymers may be of natural origin or may be obtained by solution polymerization, emulsion polymerization or gas phase polymerization of one or more conjugated diolefins, optionally mixed with at least one comonomer selected from monovinylarenes and/or polar comonomers in a quantity not exceeding 60% by weight.
[0041] As diolefinas conjugadas geralmente contêm de 4 a 12, de preferência de 4 a 8 átomos de carbono e podem ser selecionadas, por exemplo, a partir do grupo que compreende: 1,3-butadieno, isopreno, 2,3-dimetil-1,3- butadieno, 1,3-pentadieno, 1,3-hexadieno, 3-butil-1,3-octadieno, 2-fenil-1,3- butadieno e mistura dos mesmos.[0041] Conjugated diolefins generally contain from 4 to 12, preferably from 4 to 8 carbon atoms and can be selected, for example, from the group comprising: 1,3-butadiene, isoprene, 2,3-dimethyl -1,3-butadiene, 1,3-pentadiene, 1,3-hexadiene, 3-butyl-1,3-octadiene, 2-phenyl-1,3-butadiene and mixture thereof.
[0042] 1,3-butadieno e isopreno são particularmente preferidos.[0042] 1,3-Butadiene and isoprene are particularly preferred.
[0043] Monovinilarenos, que podem opcionalmente ser usados como comonômeros, geralmente contêm de 8 a 20, de preferência de 8 a 12 átomos de carbono e podem ser selecionados, por exemplo, a partir de: estireno; 1- vinilnaftaleno; 2-vinilnaftaleno; vários derivados de alquila, cicloalquila, arila, alquilarila ou arilalquila de estireno, tais como, por exemplo, α-metilestireno, 3-metilestireno, 4-propilestireno, 4-ciclo-hexilestireno, 4-dodecilestireno, 2- etil-4-benzilestireno, 4- p-tolil-estireno, 4-(4-fenilbutil) estireno e misturas dos mesmos. O estireno é particularmente preferido.[0043] Monovinylarenes, which can optionally be used as comonomers, generally contain from 8 to 20, preferably from 8 to 12 carbon atoms and can be selected, for example, from: styrene; 1- vinylnaphthalene; 2-vinylnaphthalene; various alkyl, cycloalkyl, aryl, alkylaryl or arylalkyl derivatives of styrene, such as, for example, α-methylstyrene, 3-methylstyrene, 4-propylstyrene, 4-cyclohexylstyrene, 4-dodecylestyrene, 2-ethyl-4-benzylstyrene , 4-p-tolyl-styrene, 4-(4-phenylbutyl) styrene and mixtures thereof. Styrene is particularly preferred.
[0044] Comonômeros polares que podem opcionalmente ser usados podem ser selecionados, por exemplo, a partir de: vinilpiridina, vinilquinolina, ácido acrílico e ésteres de ácido alquilacrílico, nitrilas ou misturas dos mesmos, tais como, por exemplo, acrilato de metila, acrilato de etila, metacrilato de metila, metacrilato de etila, acrilonitrila e misturas dos mesmos.[0044] Polar comonomers that can optionally be used can be selected, for example, from: vinylpyridine, vinylquinoline, acrylic acid and alkylacrylic acid esters, nitriles or mixtures thereof, such as, for example, methyl acrylate, acrylate ethyl methacrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, acrylonitrile and mixtures thereof.
[0045] De preferência, o polímero elastomérico de dieno (a) que pode ser usado na presente invenção pode ser selecionado, por exemplo, a partir de: cis-1,4-poliisopreno (natural ou sintético, de preferência borracha natural), 3,4- poliisopreno, polibutadieno (em particular polibutadieno com um alto teor de 1,4-cis), copolímeros de isopreno/isobuteno opcionalmente halogenados, copolímeros de 1,3-butadieno/acrilonitrila, copolímeros de estireno/1,3- butadieno, copolímeros de estireno/isopreno/1,3-butadieno, copolímeros de estireno/1,3-butadieno/acrilonitrila e misturas dos mesmos.[0045] Preferably, the diene elastomeric polymer (a) that can be used in the present invention can be selected, for example, from: cis-1,4-polyisoprene (natural or synthetic, preferably natural rubber), 3,4- polyisoprene, polybutadiene (in particular polybutadiene with a high 1,4-cis content), optionally halogenated isoprene/isobutene copolymers, 1,3-butadiene/acrylonitrile copolymers, styrene/1,3-butadiene copolymers , styrene/isoprene/1,3-butadiene copolymers, styrene/1,3-butadiene/acrylonitrile copolymers and mixtures thereof.
[0046] De acordo com uma modalidade preferida, a referida composição elastomérica vulcanizável, de preferência para banda de rodagem, compreende pelo menos 10% em peso, de preferência entre 20% em peso e 100% em peso de borracha natural, em relação ao peso total do referido polímero elastomérico de dieno (a).[0046] According to a preferred embodiment, said vulcanizable elastomeric composition, preferably for tread, comprises at least 10% by weight, preferably between 20% by weight and 100% by weight of natural rubber, relative to the total weight of said diene elastomeric polymer (a).
[0047] A composição elastomérica vulcanizável acima pode possivelmente compreender um polímero elastomérico de uma ou mais monoolefinas com um comonômero olefínico ou derivados (a') dos mesmos. As monoolefinas podem ser selecionadas a partir de: etileno e α-olefinas geralmente contendo de 3 a 12 átomos de carbono, tais como, por exemplo, propileno, 1-buteno, 1-penteno, 1-hexeno, 1-octeno e misturas dos mesmos. Os seguintes são preferidos: copolímeros selecionados de etileno e uma α-olefina, opcionalmente com um dieno; homopolímeros de isobuteno ou copolímeros dos mesmos com pequenas quantidades de um dieno, que são opcionalmente pelo menos parcialmente halogenados. O dieno possivelmente presente geralmente contém de 4 a 20 átomos de carbono e é preferencialmente selecionado a partir de: 1,3-butadieno, isopreno, 1,4-hexadieno, 1,4-ciclo- hexadieno, 5-etilideno-2-norborneno, 5-metileno-2-norborneno, vinilnorborneno e misturas dos mesmos. Entre eles, os seguintes são particularmente preferidos: copolímeros de etileno/propileno (EPR) ou copolímeros de etileno/propileno/dieno (EPDM); poliisobuteno; borracha butílica; borrachas de halobutila, em particular borrachas de clorobutila ou bromobutila; ou misturas das mesmas.[0047] The above vulcanizable elastomeric composition may possibly comprise an elastomeric polymer of one or more monoolefins with an olefinic comonomer or derivatives (a') thereof. Monoolefins can be selected from: ethylene and α-olefins generally containing from 3 to 12 carbon atoms, such as, for example, propylene, 1-butene, 1-pentene, 1-hexene, 1-octene and mixtures thereof. same. The following are preferred: copolymers selected from ethylene and an α-olefin, optionally with a diene; isobutene homopolymers or copolymers thereof with small amounts of a diene, which are optionally at least partially halogenated. The diene possibly present generally contains from 4 to 20 carbon atoms and is preferably selected from: 1,3-butadiene, isoprene, 1,4-hexadiene, 1,4-cyclohexadiene, 5-ethylidene-2-norbornene , 5-methylene-2-norbornene, vinylnorbornene and mixtures thereof. Among them, the following are particularly preferred: ethylene/propylene copolymers (EPR) or ethylene/propylene/diene copolymers (EPDM); polyisobutene; butyl rubber; halobutyl rubbers, in particular chlorobutyl or bromobutyl rubbers; or mixtures thereof.
[0048] Um polímero elastomérico de dieno (a) ou um polímero elastomérico (a') funcionalizado por reação com agentes de terminação ou agentes de acoplamento adequados também podem ser usados. Em particular, os polímeros elastoméricos de dieno obtidos por polimerização aniônica na presença de um iniciador organometálico (em particular, um iniciador organolítio) podem ser funcionalizados pela reação dos grupos organometálicos residuais derivados do iniciador com agentes de terminação ou agentes de acoplamento adequados, tais como, por exemplo, iminas, carbodiimidas, halogenetos de alquilestanho, benzofenonas substituídas, alcoxissilanos ou ariloxissilanos.[0048] A diene elastomeric polymer (a) or an elastomeric polymer (a') functionalized by reaction with suitable terminating agents or coupling agents can also be used. In particular, elastomeric diene polymers obtained by anionic polymerization in the presence of an organometallic initiator (in particular, an organolithium initiator) can be functionalized by reacting the residual organometallic groups derived from the initiator with suitable terminating agents or coupling agents, such as , for example, imines, carbodiimides, alkyltin halides, substituted benzophenones, alkoxysilanes or aryloxysilanes.
[0049] Em uma forma de realização preferida, o polímero elastomérico de dieno (a) é um polímero elastomérico de dieno funcionalizado, de preferência funcionalizado com grupos mercapto.[0049] In a preferred embodiment, the diene elastomeric polymer (a) is a functionalized diene elastomeric polymer, preferably functionalized with mercapto groups.
[0050] A presente composição elastomérica pode compreender um ou mais polímeros elastoméricos de dieno (a) como definido acima em uma mistura.[0050] The present elastomeric composition may comprise one or more diene elastomeric polymers (a) as defined above in a mixture.
[0051] A presente composição elastomérica vulcanizável compreende sílica (b) distinguida por uma área superficial BET medida de acordo com ISO 18852 superior a 190 m2/g e um teor total de sais solúveis em água medido de acordo com o método descrito na descrição inferior a 0,5% por peso.[0051] The present vulcanizable elastomeric composition comprises silica (b) distinguished by a BET surface area measured in accordance with ISO 18852 greater than 190 m2/g and a total water-soluble salt content measured in accordance with the method described in the description of less than 0.5% by weight.
[0052] De preferência, a sílica (b) é distinguida por uma área superficial BET superior a 195 m2/g, mais preferencialmente maior que 200 m2/g, ainda mais preferencialmente maior que 220 m2/g, 230 m2/g ou 240 m2/g.[0052] Preferably, the silica (b) is distinguished by a BET surface area greater than 195 m2/g, more preferably greater than 200 m2/g, even more preferably greater than 220 m2/g, 230 m2/g or 240 m2/g.
[0053] De preferência, a sílica (b) é distinguida por uma área superficial BET inferior a 300 m2/g, mais preferencialmente inferior a 290 m2/g, ainda mais preferencialmente inferior a 280 m2/g, 270 m2/g ou 260 m2/g.[0053] Preferably, the silica (b) is distinguished by a BET surface area of less than 300 m2/g, more preferably less than 290 m2/g, even more preferably less than 280 m2/g, 270 m2/g or 260 m2/g.
[0054] De preferência, a sílica (b) é distinguida por uma área superficial BET de entre 190 e 300 m2/g, mais preferencialmente entre 195 e 300 m2/g, ainda mais preferencialmente entre 220 e 280 m2/g.[0054] Preferably, the silica (b) is distinguished by a BET surface area of between 190 and 300 m2/g, more preferably between 195 and 300 m2/g, even more preferably between 220 and 280 m2/g.
[0055] Em uma forma de realização particularmente preferida, a sílica (b) é distinguida por uma área superficial BET entre 230 e 260 m2/g.[0055] In a particularly preferred embodiment, the silica (b) is distinguished by a BET surface area between 230 and 260 m2/g.
[0056] O Requerente verificou que as sílicas preparadas a partir das cinzas da casca de arroz diferem das convencionais devido ao teor de sal e, em particular, pelo teor reduzido de sódio, enxofre e alumínio e maior teor de potássio.[0056] The Applicant found that silicas prepared from rice husk ash differ from conventional ones due to the salt content and, in particular, the reduced sodium, sulfur and aluminum content and higher potassium content.
[0057] De preferência, a sílica (b) adequada para uso na presente invenção é distinguida por um teor total de sais solúveis em água inferior a 0,3% em peso, mais preferencialmente inferior a 0,2% em peso.[0057] Preferably, the silica (b) suitable for use in the present invention is distinguished by a total water-soluble salt content of less than 0.3% by weight, more preferably less than 0.2% by weight.
[0058] De preferência, a sílica (b) é distinguida por um teor de enxofre, sódio e alumínio, cada um independentemente inferior a 0,2%, mais preferencialmente inferior a 0,1% em peso, medido por fluorescência de raios- X, conforme descrito na parte experimental (análise de XRF)[0058] Preferably, the silica (b) is distinguished by a sulfur, sodium and aluminum content each independently less than 0.2%, more preferably less than 0.1% by weight, measured by X-ray fluorescence. X, as described in the experimental part (XRF analysis)
[0059] De preferência, a sílica (b) é distinguida por um teor de potássio superior a 0,05%, mais preferencialmente superior a 0,10% em peso, medido por fluorescência de raios-X, conforme descrito na parte experimental (análise de XRF).[0059] Preferably, the silica (b) is distinguished by a potassium content greater than 0.05%, more preferably greater than 0.10% by weight, measured by X-ray fluorescence, as described in the experimental part ( XRF analysis).
[0060] A sílica (b) é distinguida por uma densidade após compactação (densidade compactada) maior que 220 g/l, de preferência maior que 230 g/l e/ou menor que 290 g/l, mais preferencialmente menor que 280 g/l.[0060] Silica (b) is distinguished by a density after compaction (compacted density) greater than 220 g/l, preferably greater than 230 g/l and/or less than 290 g/l, more preferably less than 280 g/l l.
[0061] De preferência, a sílica (b) é distinguida por uma densidade após compactação entre 220 e 300 g/l, mais preferencialmente entre 220 e 290 g/l, ainda mais preferencialmente entre 230 e 280 g/l.[0061] Preferably, the silica (b) is distinguished by a density after compaction between 220 and 300 g/l, more preferably between 220 and 290 g/l, even more preferably between 230 and 280 g/l.
[0062] Em uma forma de realização particularmente preferida, a sílica (b) é distinguida por uma densidade após compactação entre 240 e 280 g/l.[0062] In a particularly preferred embodiment, the silica (b) is distinguished by a density after compaction between 240 and 280 g/l.
[0063] De preferência, a sílica (b) é distinguida por um volume de poro específico, por unidade de peso de sílica, avaliado na faixa de 15 a 45 nm, superior a 0,95 cm3/g, mais preferencialmente superior a 0,98 cm3/g, ainda mais preferencialmente superior a 1,0 cm3/g.[0063] Preferably, the silica (b) is distinguished by a specific pore volume, per unit weight of silica, evaluated in the range of 15 to 45 nm, greater than 0.95 cm3/g, more preferably greater than 0 .98 cm3/g, even more preferably greater than 1.0 cm3/g.
[0064] De preferência, a sílica (b) é distinguida por um teor de silanol de pelo menos 3,0 mmol/g e/ou não superior a 4,5 mmol/g, mais preferencialmente de pelo menos 3,5 mmol/g e/ou não superior a 4,1 mmol/g.[0064] Preferably, the silica (b) is distinguished by a silanol content of at least 3.0 mmol/g and/or not more than 4.5 mmol/g, more preferably of at least 3.5 mmol/g and /or not exceeding 4.1 mmol/g.
[0065] De preferência, a sílica (b) é distinguida por um teor de silanol entre 3,0 mmol/g e 4,5 mmol/g, mais preferencialmente entre 3,5 mmol/g e 4,1 mmol/g.[0065] Preferably, the silica (b) is distinguished by a silanol content between 3.0 mmol/g and 4.5 mmol/g, more preferably between 3.5 mmol/g and 4.1 mmol/g.
[0066] De preferência, a sílica (b) é distinguida por um teor de sílica (SiO2) de pelo menos 99,0%, mais preferencialmente pelo menos 99,5% em peso.[0066] Preferably, the silica (b) is distinguished by a silica (SiO2) content of at least 99.0%, more preferably at least 99.5% by weight.
[0067] Em uma modalidade preferida, a sílica (b) é distinguida por uma área superficial BET de entre 220 e 280 m2/g e um teor de sal inferior a 0,2% em peso.[0067] In a preferred embodiment, the silica (b) is distinguished by a BET surface area of between 220 and 280 m2/g and a salt content of less than 0.2% by weight.
[0068] Em uma modalidade preferida, a sílica (b) é distinguida por uma área superficial BET entre 220 e 280 m2/g e uma densidade após compactação entre 240 e 280 g/l.[0068] In a preferred embodiment, the silica (b) is distinguished by a BET surface area between 220 and 280 m2/g and a density after compaction between 240 and 280 g/l.
[0069] Em uma modalidade preferida, a sílica (b) é distinguida por uma área superficial BET entre 220 e 280 m2/g e um volume de poro específico superior a 1,0 g/cm3.[0069] In a preferred embodiment, silica (b) is distinguished by a BET surface area between 220 and 280 m2/g and a specific pore volume greater than 1.0 g/cm3.
[0070] De preferência, a sílica (b) é preparada a partir de cinza de casca de arroz, mais preferencialmente é preparada a partir de cinza de casca de arroz por precipitação com dióxido de carbono, adaptando os ensinamentos de WO2004073600A2 ou WO2017179070A1 para obter uma sílica distinguida pelas características acima.[0070] Preferably, the silica (b) is prepared from rice husk ash, more preferably it is prepared from rice husk ash by precipitation with carbon dioxide, adapting the teachings of WO2004073600A2 or WO2017179070A1 to obtain a silica distinguished by the above characteristics.
[0071] O especialista na técnica pode facilmente selecionar as condições do processo de preparação, tais como, por exemplo, a quantidade básica para solubilização, o fluxo de dióxido de carbono, a temperatura do meio e a velocidade de mistura do mesmo, que são mais adequadas para prover o características desejadas de sílica.[0071] The person skilled in the art can easily select the conditions of the preparation process, such as, for example, the basic amount for solubilization, the flow of carbon dioxide, the temperature of the medium and the mixing speed thereof, which are best suited to provide the desired characteristics of silica.
[0072] Essas características podem ser medidas de acordo com métodos conhecidos, exemplificados na presente parte experimental, como a medição da área superficial BET, do teor total de sal e silanol, do volume específico dos poros e da densidade após compactação.[0072] These characteristics can be measured according to known methods, exemplified in the present experimental part, such as measuring the BET surface area, the total salt and silanol content, the specific pore volume and the density after compaction.
[0073] Opcionalmente, mas não necessariamente, antes da incorporação no material elastomérico, a sílica (b) pode ser submetida a silanização para melhorar ainda mais a compatibilidade.[0073] Optionally, but not necessarily, before incorporation into the elastomeric material, the silica (b) can be subjected to silanization to further improve compatibility.
[0074] O agente de silanização pode ser selecionado a partir dos agentes de acoplamento de silano (e) listados abaixo na presente descrição.[0074] The silanization agent can be selected from the silane coupling agents (e) listed below in the present description.
[0075] De preferência, a sílica (b) é incorporada no material elastomérico sem ser silanizada. Surpreendentemente, a sílica (b), apesar da grande área superficial BET e do alto teor de silanol, tem uma excelente dispersibilidade, mesmo na ausência de silanização, conforme evidenciado pelos dados relatados na presente Tabela 9 e conforme corroborado pelo bom desempenho geral das composições elastoméricas.[0075] Preferably, silica (b) is incorporated into the elastomeric material without being silanized. Surprisingly, silica (b), despite the large BET surface area and high silanol content, has excellent dispersibility, even in the absence of silanization, as evidenced by the data reported in the present Table 9 and as corroborated by the good overall performance of the compositions. elastomeric.
[0076] De acordo com a presente invenção, a sílica (b) é incorporada no polímero elastomérico de dieno juntamente com os outros componentes para produzir a composição elastomérica vulcanizável para pneus.[0076] According to the present invention, silica (b) is incorporated into the diene elastomeric polymer together with the other components to produce the vulcanizable elastomeric composition for tires.
[0077] De preferência, a presente composição elastomérica compreende pelo menos 5 phr, mais preferencialmente pelo menos 10 phr, ainda mais preferencialmente pelo menos 20 phr de sílica (b).[0077] Preferably, the present elastomeric composition comprises at least 5 phr, more preferably at least 10 phr, even more preferably at least 20 phr of silica (b).
[0078] De preferência, a presente composição elastomérica compreende 5 a 130 phr, mais preferencialmente 10 ou 80 phr de sílica (b).[0078] Preferably, the present elastomeric composition comprises 5 to 130 phr, more preferably 10 or 80 phr of silica (b).
[0079] A presente composição elastomérica pode compreender uma ou mais sílicas (b) como definido acima em uma mistura.[0079] The present elastomeric composition may comprise one or more silicas (b) as defined above in a mixture.
[0080] A composição elastomérica vulcanizável de acordo com a presente invenção pode adicionalmente compreender uma carga de reforço adicional (c).[0080] The vulcanizable elastomeric composition according to the present invention may additionally comprise an additional reinforcing filler (c).
[0081] Por “carga de reforço adicional” entende-se uma carga de reforço comumente usada na indústria de pneus, de preferência selecionada entre negro de carbono, sílica convencional, tal como sílica de areia precipitada com ácidos fortes, de preferência amorfa, terra diatomácea, carbonato de cálcio, dióxido de titânio, talco, alumina, aluminossilicatos, caulim, fibras de silicato e misturas dos mesmos.[0081] By “additional reinforcing filler” is meant a reinforcing filler commonly used in the tire industry, preferably selected from carbon black, conventional silica, such as sand silica precipitated with strong acids, preferably amorphous, earth diatomaceous earth, calcium carbonate, titanium dioxide, talc, alumina, aluminosilicates, kaolin, silicate fibers and mixtures thereof.
[0082] A composição elastomérica vulcanizável de acordo com a presente invenção pode não compreender uma carga de reforço adicional (c).[0082] The vulcanizable elastomeric composition according to the present invention may not comprise an additional reinforcing filler (c).
[0083] No caso de compreendê-la, de preferência, a carga de reforço adicional é selecionado de negro de fumo, sílica convencional, fibras de silicato e misturas dos mesmos.[0083] In the case of understanding it, preferably the additional reinforcing filler is selected from carbon black, conventional silica, silicate fibers and mixtures thereof.
[0084] A carga de reforço adicional (c) pode estar presente na composição elastomérica vulcanizável em uma quantidade geralmente variando entre 1 phr e 120 phr, preferencialmente entre 20 phr e 90 phr.[0084] The additional reinforcing filler (c) may be present in the vulcanizable elastomeric composition in an amount generally ranging between 1 phr and 120 phr, preferably between 20 phr and 90 phr.
[0085] De preferência, particularmente no caso de uma composição para banda de rodagem, a presente composição compreende pelo menos 1 phr, mais preferencialmente pelo menos 2 phr, mais preferencialmente pelo menos 3 ou 4 phr de negro de fumo, o que vantajosamente protege o elastômero do envelhecimento causado por a ação da radiação ultravioleta.[0085] Preferably, particularly in the case of a tread composition, the present composition comprises at least 1 phr, more preferably at least 2 phr, more preferably at least 3 or 4 phr of carbon black, which advantageously protects the elastomer from aging caused by the action of ultraviolet radiation.
[0086] A presente composição elastomérica pode compreender uma ou mais cargas de reforço adicionais (c) como definido acima em uma mistura.[0086] The present elastomeric composition may comprise one or more additional reinforcing fillers (c) as defined above in a mixture.
[0087] A composição elastomérica vulcanizável de acordo com a presente invenção compreende pelo menos um agente de vulcanização (d).[0087] The vulcanizable elastomeric composition according to the present invention comprises at least one vulcanizing agent (d).
[0088] O agente de vulcanização mais vantajosamente usado é enxofre, ou, alternativamente, moléculas contendo enxofre (doadores de enxofre), com aceleradores, ativadores e/ou retardadores conhecidos pelo especialista na técnica.[0088] The most advantageously used vulcanizing agent is sulfur, or, alternatively, sulfur-containing molecules (sulfur donors), with accelerators, activators and/or retardants known to the person skilled in the art.
[0089] O enxofre ou derivados dos mesmos podem ser vantajosamente selecionados, por exemplo, a partir de: (i) enxofre solúvel (enxofre cristalino); (ii) enxofre insolúvel (enxofre polimérico); (iii) enxofre disperso em óleo (tal como 33% de enxofre, conhecido pelo nome comercial Crystex OT33 da Eastman); (iv) doadores de enxofre tais como, por exemplo, dissulfeto de caprolactama (CLD), polissulfetos de bis[(trialcoxissilil)propila], ditiofosfatos; e misturas dos mesmos.[0089] Sulfur or derivatives thereof can be advantageously selected, for example, from: (i) soluble sulfur (crystalline sulfur); (ii) insoluble sulfur (polymeric sulfur); (iii) sulfur dispersed in oil (such as 33% sulfur, known by the trade name Crystex OT33 from Eastman); (iv) sulfur donors such as, for example, caprolactam disulfide (CLD), bis[(trialkoxysilyl)propyl] polysulfides, dithiophosphates; and mixtures thereof.
[0090] O agente de vulcanização (d) está presente na composição elastomérica vulcanizável da invenção em uma quantidade geralmente de 0,1 a 15 phr, preferencialmente de 0,5 a 10 phr, ainda mais preferencialmente de 1 a 7 phr.[0090] The vulcanizing agent (d) is present in the vulcanizable elastomeric composition of the invention in an amount generally from 0.1 to 15 phr, preferably from 0.5 to 10 phr, even more preferably from 1 to 7 phr.
[0091] A presente composição elastomérica pode compreender um ou mais agentes de vulcanização (d) como definido acima em uma mistura.[0091] The present elastomeric composition may comprise one or more vulcanizing agents (d) as defined above in a mixture.
[0092] A composição elastomérica vulcanizável de acordo com a presente invenção pode opcionalmente compreender adicionalmente pelo menos um agente de acoplamento de silano (e) capaz de interagir com a sílica e ligá-la ao polímero elastomérico de dieno durante a vulcanização.[0092] The vulcanizable elastomeric composition according to the present invention may optionally additionally comprise at least one silane coupling agent (e) capable of interacting with the silica and binding it to the diene elastomeric polymer during vulcanization.
[0093] De preferência, a composição elastomérica vulcanizável compreende pelo menos um agente de acoplamento.[0093] Preferably, the vulcanizable elastomeric composition comprises at least one coupling agent.
[0094] De preferência, o agente de acoplamento de silano (e) que pode ser usado na presente invenção é selecionado daqueles que têm pelo menos um grupo silano hidrolisável, que pode ser identificado, por exemplo, pela seguinte fórmula geral (I): (R)3Si-CnH2n-X (I) onde os grupos R, que podem ser iguais ou diferentes, são selecionados de grupos alquila, alcoxi ou ariloxi ou de átomos de halogênio, desde que pelo menos um dos grupos R seja um grupo alcoxi ou ariloxi ou um halogênio; n é um número inteiro de 1 a 6, inclusive; X é um grupo selecionado de: nitroso, mercapto, amino, epóxido, vinil, imida, cloro, -(S)mCnH2n-Si- (R)3 e -S-COR, onde m e n são inteiros de 1 a 6 inclusive e os grupos R são como definidos acima.[0094] Preferably, the silane coupling agent (e) that can be used in the present invention is selected from those that have at least one hydrolysable silane group, which can be identified, for example, by the following general formula (I): (R)3Si-CnH2n-X (I) where the R groups, which may be the same or different, are selected from alkyl, alkoxy or aryloxy groups or from halogen atoms, provided that at least one of the R groups is an alkoxy group or aryloxy or a halogen; n is an integer from 1 to 6, inclusive; " R groups are as defined above.
[0095] Entre os agentes de acoplamento de silano, tetrassulfeto de bis(3-trietoxissililpropila) e dissulfeto de bis(3-trietoxissililpropila) são particularmente preferidos. Os referidos agentes de acoplamento podem ser usados como tal ou em mistura com uma carga inerte adequada (tal como negro de carbono) de modo a facilitar a sua incorporação na composição elastomérica vulcanizável.[0095] Among silane coupling agents, bis(3-triethoxysilylpropyl) tetrasulfide and bis(3-triethoxysilylpropyl) disulfide are particularly preferred. Said coupling agents may be used as such or in admixture with a suitable inert filler (such as carbon black) in order to facilitate their incorporation into the vulcanizable elastomeric composition.
[0096] De preferência, o referido agente de acoplamento de silano (e) está presente na composição elastomérica vulcanizável em uma quantidade que varia entre 0,1 phr e 20 phr, preferencialmente entre 0,5 phr e 10 phr.[0096] Preferably, said silane coupling agent (e) is present in the vulcanizable elastomeric composition in an amount ranging between 0.1 phr and 20 phr, preferably between 0.5 phr and 10 phr.
[0097] A presente composição elastomérica pode compreender um ou mais agentes de acoplamento (e) como definido acima em uma mistura.[0097] The present elastomeric composition may comprise one or more coupling agents (e) as defined above in a mixture.
[0098] De preferência, o agente de vulcanização (d) é usado em combinação com aceleradores (f) e ativadores (g) conhecidos pelo especialista na técnica.[0098] Preferably, the vulcanizing agent (d) is used in combination with accelerators (f) and activators (g) known to the person skilled in the art.
[0099] Os aceleradores (f) que são comumente usados podem ser selecionados a partir de: ditiocarbamatos, guanidina, tioureia, tiazóis, sulfenamidas, tiurams, aminas, xantatos e misturas dos mesmos.[0099] Accelerators (f) that are commonly used can be selected from: dithiocarbamates, guanidine, thiourea, thiazoles, sulfenamides, thiurams, amines, xanthates and mixtures thereof.
[00100] De preferência, os aceleradores de vulcanização estão presentes na composição elastomérica vulcanizável da invenção em quantidades de 0,1 a 8 phr, de preferência de 0,3 a 6 phr.[00100] Preferably, vulcanization accelerators are present in the vulcanizable elastomeric composition of the invention in amounts of 0.1 to 8 phr, preferably 0.3 to 6 phr.
[00101] Os ativadores (g) que são particularmente eficazes são os compostos de zinco, e em particular ZnO, ZnCO3, sais de zinco de ácidos graxos saturados ou insaturados contendo de 8 a 18 átomos de carbono, tais como, por exemplo, estearato de zinco, que são preferencialmente formados in situ na composição elastomérica vulcanizável de ZnO e ácido graxo, bem como Bi2O3, PbO, Pb3O4, PbO2 ou misturas dos mesmos.[00101] Activators (g) that are particularly effective are zinc compounds, and in particular ZnO, ZnCO3, zinc salts of saturated or unsaturated fatty acids containing 8 to 18 carbon atoms, such as, for example, stearate of zinc, which are preferably formed in situ in the vulcanizable elastomeric composition of ZnO and fatty acid, as well as Bi2O3, PbO, Pb3O4, PbO2 or mixtures thereof.
[00102] De preferência, os ativadores de vulcanização estão presentes na composição elastomérica vulcanizável da invenção em quantidades de 0,2 a 15 phr, de preferência de 0,5 a 10 phr.[00102] Preferably, vulcanization activators are present in the vulcanizable elastomeric composition of the invention in amounts of 0.2 to 15 phr, preferably 0.5 to 10 phr.
[00103] A presente composição elastomérica pode compreender um ou mais aceleradores (f) e ativadores (g) como definido acima em uma mistura.[00103] The present elastomeric composition may comprise one or more accelerators (f) and activators (g) as defined above in a mixture.
[00104] Finalmente, as composições elastoméricas vulcanizáveis descritas acima podem compreender outros aditivos comumente usados, selecionados com base na aplicação específica para a qual a composição se destina. Por exemplo, os referidos materiais podem ser misturados com: antioxidantes, agentes antienvelhecimento, plastificantes, adesivos, agentes antiozônio, resinas modificadoras ou misturas dos mesmos.[00104] Finally, the vulcanizable elastomeric compositions described above may comprise other commonly used additives, selected based on the specific application for which the composition is intended. For example, said materials can be mixed with: antioxidants, anti-aging agents, plasticizers, adhesives, anti-ozone agents, modifying resins or mixtures thereof.
[00105] Em particular, a fim de melhorar ainda mais a processabilidade, a referida composição elastomérica vulcanizável pode ser misturada com pelo menos um plastificante geralmente selecionado de óleos minerais, óleos vegetais, óleos sintéticos, polímeros com um baixo peso molecular e misturas dos mesmos, tais como, por exemplo, óleo aromático, óleo naftênico, ftalatos, óleo de soja e misturas dos mesmos. A quantidade de plastificante geralmente varia de 0 phr a 70 phr, preferencialmente de 5 phr a 30 phr.[00105] In particular, in order to further improve processability, said vulcanizable elastomeric composition can be mixed with at least one plasticizer generally selected from mineral oils, vegetable oils, synthetic oils, polymers with a low molecular weight and mixtures thereof. , such as, for example, aromatic oil, naphthenic oil, phthalates, soybean oil and mixtures thereof. The amount of plasticizer generally varies from 0 phr to 70 phr, preferably from 5 phr to 30 phr.
[00106] Conforme mostrado na parte experimental (Tabelas 7 e 8), a composição elastomérica para pneus de acordo com a invenção é distinguida por uma resistência melhorada à abrasão e ao rasgo.[00106] As shown in the experimental part (Tables 7 and 8), the elastomeric tire composition according to the invention is distinguished by improved resistance to abrasion and tearing.
[00107] Em uma modalidade preferida, para banda de rodagem, a presente composição elastomérica vulcanizável para pneus compreende pelo menos: (a) 100 phr de um polímero elastomérico de dieno, de preferência funcionalizado, (b) 5 a 130 phr de uma sílica com uma área superficial BET medida de acordo com ISO 18852 superior a 190 m2/g e um teor total de sais solúveis em água medido de acordo com o método relatado na presente descrição inferior a 0,5% por peso, (c) 1 a 120 phr de uma carga de reforço adicional, (d) 0,1 a 15 phr de um agente de vulcanização, e (e) 0,4 a 20 phr de um agente de acoplamento.[00107] In a preferred embodiment, for tread, the present vulcanizable elastomeric composition for tires comprises at least: (a) 100 phr of a diene elastomeric polymer, preferably functionalized, (b) 5 to 130 phr of a silica with a BET surface area measured according to ISO 18852 greater than 190 m2/g and a total water-soluble salt content measured according to the method reported in the present description less than 0.5% by weight, (c) 1 to 120 phr of an additional reinforcing filler, (d) 0.1 to 15 phr of a vulcanizing agent, and (e) 0.4 to 20 phr of a coupling agent.
[00108] A composição elastomérica da invenção pode ser preparada por mistura dos componentes poliméricos com a carga de reforço e os outros aditivos possivelmente presentes de acordo com técnicas conhecidas na indústria. A mistura pode ser realizada, por exemplo, usando um misturador aberto do tipo “moinho aberto” ou um misturador interno do tipo com rotores tangenciais (Banbury®) ou com rotores interpenetrantes (Intermix), ou ainda em misturadores contínuos do tipo Ko-Tipo Kneader™ (Buss®) ou do tipo parafuso duplo ou multiparafuso.[00108] The elastomeric composition of the invention can be prepared by mixing the polymeric components with the reinforcing filler and other additives possibly present in accordance with techniques known in the industry. Mixing can be carried out, for example, using an open mixer of the “open mill” type or an internal mixer of the type with tangential rotors (Banbury®) or with interpenetrating rotors (Intermix), or in continuous mixers of the Ko-Tipo type. Kneader™ (Buss®) or twin-screw or multi-screw type.
[00109] Um segundo aspecto da presente invenção refere-se a um componente de pneu para rodas de veículos compreendendo uma composição elastomérica vulcanizável como descrito acima (componente verde) ou uma composição elastomérica vulcanizada, que pode ser obtida por vulcanização do mesmo (componente vulcanizado).[00109] A second aspect of the present invention relates to a tire component for vehicle wheels comprising a vulcanizable elastomeric composition as described above (green component) or a vulcanized elastomeric composition, which can be obtained by vulcanizing the same (vulcanized component ).
[00110] As composições elastoméricas vulcanizáveis da invenção podem ser vulcanizadas de acordo com técnicas conhecidas, devido à presença de sistemas de vulcanização à base de enxofre comumente usados para polímeros elastoméricos de dieno. Para este propósito, após uma ou mais etapas de tratamento termomecânico, um agente de vulcanização, de preferência à base de enxofre, é preferencialmente incorporado nos materiais, de preferência juntamente com aceleradores de vulcanização.[00110] The vulcanizable elastomeric compositions of the invention can be vulcanized according to known techniques, due to the presence of sulfur-based vulcanization systems commonly used for diene elastomeric polymers. For this purpose, after one or more thermomechanical treatment steps, a vulcanization agent, preferably sulfur-based, is preferably incorporated into the materials, preferably together with vulcanization accelerators.
[00111] Na etapa final de tratamento, a temperatura é geralmente mantida abaixo de 120°C e de preferência abaixo de 100°C, de modo a prevenir quaisquer fenômenos indesejáveis de pré-reticulação. Depois disso, a composição vulcanizável é incorporada em um ou mais componentes do pneu e submetida a vulcanização, de acordo com técnicas conhecidas.[00111] In the final treatment step, the temperature is generally maintained below 120°C and preferably below 100°C, in order to prevent any undesirable pre-crosslinking phenomena. After that, the vulcanizable composition is incorporated into one or more components of the tire and subjected to vulcanization, according to known techniques.
[00112] O componente do pneu de acordo com a invenção é preferencialmente selecionado entre a banda de rodagem, camada inferior, elemento alongado antiabrasivo, parede lateral, inserto da parede lateral, miniparede lateral, forro inferior, camadas de borracha, carga de talão e folha, mais preferencialmente de entre a banda de rodagem, camada inferior e inserto da parede lateral, ainda mais preferencialmente o componente é uma banda de rodagem.[00112] The tire component according to the invention is preferably selected from the tread, bottom layer, anti-abrasive elongated element, sidewall, sidewall insert, mini sidewall, bottom liner, rubber layers, bead load and sheet, more preferably from between the tread, backsheet and sidewall insert, even more preferably the component is a tread.
[00113] Um terceiro aspecto da presente invenção refere-se a um pneu para rodas de veículo compreendendo pelo menos um componente de pneu de acordo com a invenção, de preferência selecionado a partir da banda de rodagem, camada inferior, elemento alongado antiabrasivo, parede lateral, inserto da parede lateral, miniparede lateral, forro inferior, camadas de borracha, carga de talão e folha.[00113] A third aspect of the present invention relates to a tire for vehicle wheels comprising at least one tire component according to the invention, preferably selected from the tread, bottom layer, elongated anti-abrasive element, wall sidewall, sidewall insert, mini sidewall, bottom liner, rubber layers, bead and sheet filler.
[00114] De preferência, no pneu de acordo com a invenção, pelo menos a banda de rodagem compreende ou de preferência consiste na composição elastomérica verde ou vulcanizada de acordo com a invenção.[00114] Preferably, in the tire according to the invention, at least the tread comprises or preferably consists of the green or vulcanized elastomeric composition according to the invention.
[00115] De preferência, no pneu de acordo com a invenção, pelo menos a banda de rodagem e pelo menos um componente selecionado de camada inferior, elemento alongado antiabrasivo, parede lateral, inserto de parede lateral, miniparede lateral, forro inferior, camadas de borracha, carga de talão e a folha compreende a composição elastomérica de acordo com a invenção.[00115] Preferably, in the tire according to the invention, at least the tread and at least one component selected from the lower layer, anti-abrasive elongated element, sidewall, sidewall insert, mini sidewall, lower lining, layers of rubber, bead filler and the sheet comprise the elastomeric composition according to the invention.
[00116] Um pneu para veículos de acordo com a presente invenção compreende pelo menos - uma estrutura de carcaça compreendendo pelo menos uma tela de carcaça tendo bordas laterais opostas associadas à respectiva estrutura de talão; - uma estrutura de correia aplicada na posição radialmente externa em relação à estrutura da carcaça, - uma banda de rodagem aplicada na posição radialmente externa em relação à referida estrutura da correia, em que pelo menos a referida banda de rodagem compreende a composição elastomérica de acordo com a invenção.[00116] A vehicle tire according to the present invention comprises at least - one carcass structure comprising at least one carcass ply having opposing side edges associated with the respective bead structure; - a belt structure applied in a radially external position with respect to the carcass structure, - a tread applied in a radially external position with respect to said belt structure, wherein at least said tread comprises the elastomeric composition according with the invention.
[00117] Uma modalidade de acordo com a presente invenção se refere a um pneu para veículos de alto desempenho (HP, SUV e UHP), em que pelo menos um componente, de preferência pelo menos a banda de rodagem, compreende a composição elastomérica de acordo com a invenção.[00117] An embodiment according to the present invention refers to a tire for high-performance vehicles (HP, SUV and UHP), in which at least one component, preferably at least the tread, comprises the elastomeric composition of according to the invention.
[00118] Uma modalidade de acordo com a presente invenção refere-se a um pneu para veículos pesados em que pelo menos um componente, de preferência pelo menos a banda de rodagem, compreende a composição elastomérica de acordo com a invenção.[00118] An embodiment according to the present invention relates to a tire for heavy vehicles in which at least one component, preferably at least the tread, comprises the elastomeric composition according to the invention.
[00119] O pneu de acordo com a invenção pode ser um pneu para veículos de duas ou quatro rodas.[00119] The tire according to the invention can be a tire for two- or four-wheel vehicles.
[00120] O pneu de acordo com a invenção pode ser para uso no verão ou no inverno ou para todas as estações.[00120] The tire according to the invention can be for use in summer or winter or for all seasons.
[00121] O pneu de acordo com a presente invenção pode ser fabricado de acordo com um processo que compreende: - construir componentes de um pneu verde em pelo menos um tambor de formação; - conformar, moldar e vulcanizar o pneu; em que construir pelo menos um dos componentes de um pneu verde compreende: - fabricar pelo menos um componente verde que compreende a composição elastomérica vulcanizável da invenção.[00121] The tire according to the present invention can be manufactured according to a process comprising: - constructing components of a green tire in at least one forming drum; - conform, mold and vulcanize the tire; wherein constructing at least one of the components of a green tire comprises: - manufacturing at least one green component comprising the vulcanizable elastomeric composition of the invention.
[00122] A Figura 1 mostra uma meia seção radial de um pneu para rodas de veículos, compreendendo uma sílica conforme definida no primeiro aspecto da invenção, de preferência na banda de rodagem.[00122] Figure 1 shows a half radial section of a tire for vehicle wheels, comprising a silica as defined in the first aspect of the invention, preferably in the tread.
[00123] A Figura 2 é um gráfico que mostra a distribuição volumétrica dos poros ao variar o raio dos poros em sílicas convencionais (S2, S3), em uma sílica de cinza de casca de arroz de superfície baixa (S4) e em uma sílica conforme definido no primeiro aspecto da invenção (S6). No gráfico, a ordenada mostra dV/dR (variação do volume do poro com a variação do raio cm3/g.nm), a abcissa mostra o raio do poro R (nm).[00123] Figure 2 is a graph showing the volumetric distribution of pores when varying the pore radius in conventional silicas (S2, S3), in a low surface rice husk ash silica (S4) and in a silica as defined in the first aspect of the invention (S6). On the graph, the ordinate shows dV/dR (variation in pore volume with variation in radius cm3/g.nm), the abscissa shows the pore radius R (nm).
[00124] A Figura 1 mostra uma meia seção radial de um pneu para rodas de veículos de acordo com a invenção.[00124] Figure 1 shows a half radial section of a tire for vehicle wheels according to the invention.
[00125] Na Figura 1, “a” indica uma direção axial e “X” indica uma direção radial, em particular X-X indica o contorno do plano equatorial. Para simplificar, a Figura 1 mostra apenas uma parte do pneu, a parte restante não mostrada sendo idêntica e disposta simetricamente em relação ao plano equatorial “X-X”.[00125] In Figure 1, “a” indicates an axial direction and “X” indicates a radial direction, in particular X-X indicates the contour of the equatorial plane. For simplicity, Figure 1 shows only a part of the tire, the remaining part not shown being identical and arranged symmetrically with respect to the “X-X” equatorial plane.
[00126] O pneu 100 para veículos de quatro rodas compreende pelo menos uma estrutura de carcaça, compreendendo pelo menos uma camada de carcaça 101 tendo, respectivamente, abas de extremidade opostas engatadas com as respectivas estruturas de ancoragem anulares 102, referidas como núcleos de talão, possivelmente associados a uma carga de talão 104.[00126] The four-wheel vehicle tire 100 comprises at least one carcass structure, comprising at least one carcass layer 101 having, respectively, opposing end flaps engaged with respective annular anchor structures 102, referred to as bead cores. , possibly associated with a bead charge 104.
[00127] A camada de carcaça 101 é opcionalmente feita com uma composição elastomérica.[00127] The carcass layer 101 is optionally made with an elastomeric composition.
[00128] A área do pneu que compreende o núcleo do talão 102 e a carga 104 forma uma estrutura do talão 103 destinada a ancorar o pneu em um correspondente aro de montagem, não mostrado.[00128] The area of the tire comprising the bead core 102 and the load 104 forms a bead structure 103 intended to anchor the tire to a corresponding mounting rim, not shown.
[00129] A estrutura da carcaça é geralmente do tipo radial, isto é, os elementos de reforço de pelo menos uma camada da carcaça 101 ficam em planos que compreendem o eixo de rotação do pneu e substancialmente perpendiculares ao plano equatorial do pneu. Os referidos elementos de reforço geralmente consistem em cordas têxteis, tais como rayon, náilon, poliéster (por exemplo, naftalato de polietileno, PEN). Cada estrutura de grânulo está associada à estrutura de carcaça dobrando para trás das bordas laterais opostas de pelo menos uma camada de carcaça 101 em torno da estrutura de ancoragem anular 102 de modo a formar as chamadas abas de carcaça 101a como mostrado na Figura 1.[00129] The structure of the carcass is generally of the radial type, that is, the reinforcing elements of at least one layer of the carcass 101 lie in planes comprising the axis of rotation of the tire and substantially perpendicular to the equatorial plane of the tire. Said reinforcing elements generally consist of textile cords, such as rayon, nylon, polyester (e.g. polyethylene naphthalate, PEN). Each granule structure is associated with the carcass structure by folding back opposing side edges of at least one carcass layer 101 around the annular anchoring structure 102 so as to form so-called carcass flaps 101a as shown in Figure 1.
[00130] Em uma modalidade, o acoplamento entre a estrutura de carcaça e a estrutura de talão pode ser provido por uma segunda camada de carcaça (não mostrada na Figura 1) aplicada em uma posição axialmente externa em relação à primeira camada de carcaça.[00130] In one embodiment, the coupling between the carcass structure and the bead structure may be provided by a second carcass layer (not shown in Figure 1) applied in an axially external position relative to the first carcass layer.
[00131] Uma tira antiabrasiva 105 opcionalmente feita com uma composição elastomérica é disposta em uma posição externa de cada estrutura de grânulo 103.[00131] An anti-abrasive strip 105 optionally made with an elastomeric composition is disposed in an external position of each granule structure 103.
[00132] A estrutura de carcaça está associada a uma estrutura de correia 106 compreendendo uma ou mais camadas de correia 106a, 106b colocadas em sobreposição radial uma em relação à outra e em relação à camada de carcaça, tendo tipicamente cordões de reforço têxteis e/ou metálicos incorporados dentro de uma camada de material elastomérico vulcanizado.[00132] The carcass structure is associated with a belt structure 106 comprising one or more belt layers 106a, 106b placed in radial overlap with respect to each other and with respect to the carcass layer, typically having textile reinforcement cords and/or or metals incorporated within a layer of vulcanized elastomeric material.
[00133] Tais cordões de reforço podem ter orientação cruzada em relação a uma direção de desenvolvimento circunferencial do pneu 100. Por direção “circunferencial” entende-se uma direção geralmente voltada para a direção de rotação do pneu.[00133] Such reinforcing cords may have a cross orientation with respect to a circumferential development direction of the tire 100. By “circumferential” direction is meant a direction generally facing the direction of rotation of the tire.
[00134] Pelo menos uma camada de reforço de zero grau 106c, comumente conhecida como uma “correia de 0°”, pode ser aplicada em uma posição radialmente mais externa às camadas da correia 106a, 106b, que geralmente incorporam uma pluralidade de elementos de reforço alongados, tipicamente cordões metálicos ou têxteis, orientados em uma direção substancialmente circunferencial, formando assim um ângulo de alguns graus (tal como um ângulo entre cerca de 0° e 6°) em relação a uma direção paralela ao plano equatorial do pneu, e revestido com material elastomérico vulcanizado.[00134] At least one zero degree reinforcing layer 106c, commonly known as a “0° belt”, may be applied at a radially outermost position to the belt layers 106a, 106b, which generally incorporate a plurality of reinforcement elements. elongated reinforcement, typically metallic or textile cords, oriented in a substantially circumferential direction, thus forming an angle of a few degrees (such as an angle between about 0° and 6°) with respect to a direction parallel to the equatorial plane of the tire, and coated with vulcanized elastomeric material.
[00135] Uma banda de rodagem 109 de material elastomérico vulcanizado é aplicada em uma posição radialmente externa à estrutura da correia 106.[00135] A tread 109 of vulcanized elastomeric material is applied in a position radially external to the belt structure 106.
[00136] Além disso, as respectivas paredes laterais 108 de material elastomérico vulcanizado são aplicadas em uma posição axialmente externa nas superfícies laterais da estrutura de carcaça, cada uma se estendendo de uma das bordas laterais da banda de rodagem 109 na respectiva estrutura de cordão 103.[00136] Furthermore, respective sidewalls 108 of vulcanized elastomeric material are applied in an axially external position to the side surfaces of the carcass structure, each extending from one of the side edges of the tread 109 into the respective cord structure 103 .
[00137] Em uma posição radialmente externa, a banda de rodagem 109 tem uma superfície de rolamento 109a destinada a entrar em contato com o solo. Ranhuras circunferenciais, que são conectadas por entalhes transversais (não mostrados na Figura 1) de modo a definir uma pluralidade de blocos de várias formas e tamanhos distribuídos ao longo da superfície de rolamento 109a, são geralmente feitas nesta superfície 109a, que por simplicidade é representada como lisa na Figura 1.[00137] In a radially outward position, the tread 109 has a bearing surface 109a intended to come into contact with the ground. Circumferential grooves, which are connected by transverse notches (not shown in Figure 1) so as to define a plurality of blocks of various shapes and sizes distributed along the bearing surface 109a, are generally made on this surface 109a, which for simplicity is represented as smooth in Figure 1.
[00138] Uma camada inferior 111 de material elastomérico vulcanizado pode ser disposta entre a estrutura da correia 106 e a banda de rodagem 109.[00138] A lower layer 111 of vulcanized elastomeric material may be disposed between the belt structure 106 and the tread 109.
[00139] Uma tira que consiste na composição elastomérica 110, comumente conhecida como “miniparede lateral”, de material elastomérico vulcanizado pode ser opcionalmente fornecida na zona de conexão entre as paredes laterais 108 e a banda de rodagem 109, esta miniparede lateral geralmente sendo obtida por coextrusão com a banda de rodagem 109 e permitindo uma melhoria da interação mecânica entre a banda de rodagem 109 e as paredes laterais 108. De preferência, a porção de extremidade da parede lateral 108 cobre diretamente a borda lateral da banda de rodagem 109.[00139] A strip consisting of the elastomeric composition 110, commonly known as a “mini sidewall”, of vulcanized elastomeric material may be optionally provided in the connection zone between the sidewalls 108 and the tread 109, this mini sidewall generally being obtained by coextrusion with the tread 109 and allowing an improvement in the mechanical interaction between the tread 109 and the sidewalls 108. Preferably, the end portion of the sidewall 108 directly covers the lateral edge of the tread 109.
[00140] No caso de pneus sem câmara, uma camada de borracha 112, geralmente conhecida como “forro”, que provê a impermeabilidade necessária ao ar de inflação do pneu, também pode ser provida em uma posição radialmente interna em relação à camada de carcaça 101.[00140] In the case of tubeless tires, a layer of rubber 112, generally known as a “lining”, which provides the necessary impermeability to tire inflation air, can also be provided in a radially internal position in relation to the carcass layer. 101.
[00141] A rigidez da parede lateral do pneu 108 pode ser melhorada provendo à estrutura de talão 103 uma camada de reforço 120 geralmente conhecida como “palheta” ou inserto adicional em forma de tira.[00141] The stiffness of the tire sidewall 108 can be improved by providing the bead structure 103 with a reinforcing layer 120 generally known as a “pick” or additional strip-shaped insert.
[00142] A palheta 120 é uma camada de reforço que é enrolada em torno do respectivo núcleo de talão 102 e da carga do talão 104 de modo a envolvê- los pelo menos parcialmente, a referida camada de reforço sendo disposta entre a pelo menos uma camada de carcaça 101 e a estrutura do talão 103. Normalmente, a palheta está em contato com a referida pelo menos uma camada de carcaça 101 e a referida estrutura do talão 103.[00142] The vane 120 is a reinforcing layer which is wound around the respective bead core 102 and the bead load 104 so as to at least partially enclose them, said reinforcing layer being disposed between the at least one casing layer 101 and bead structure 103. Typically, the reed is in contact with said at least one casing layer 101 and said bead structure 103.
[00143] A palheta 120 tipicamente compreende uma pluralidade de cordões têxteis incorporados dentro de uma camada de material elastomérico vulcanizado.[00143] The reed 120 typically comprises a plurality of textile cords embedded within a layer of vulcanized elastomeric material.
[00144] A estrutura do talão 103 do pneu pode compreender uma camada protetora adicional que é geralmente conhecida pelo termo “forra” 121 ou tira protetora e que tem a função de aumentar a rigidez e integridade da estrutura do talão 103.[00144] The tire bead structure 103 may comprise an additional protective layer which is generally known by the term “lining” 121 or protective strip and which has the function of increasing the rigidity and integrity of the bead structure 103.
[00145] A forra 121 geralmente compreende uma pluralidade de cordões incorporados dentro de uma camada de borracha de material elastomérico vulcanizado. Esses cordões são geralmente feitos de materiais têxteis (tais como aramida ou rayon) ou materiais metálicos (tais como cabos de aço).[00145] The cover 121 generally comprises a plurality of cords embedded within a rubber layer of vulcanized elastomeric material. These cords are generally made from textile materials (such as aramid or rayon) or metallic materials (such as steel cables).
[00146] Uma camada ou folha de material elastomérico pode ser disposta entre a estrutura da correia e a estrutura da carcaça. A camada pode ter uma espessura uniforme. Alternativamente, a camada pode ter uma espessura variável na direção axial. Por exemplo, a camada pode ter uma espessura maior perto de suas bordas axialmente externas em relação à zona central (coroa).[00146] A layer or sheet of elastomeric material can be disposed between the belt structure and the carcass structure. The layer may be of uniform thickness. Alternatively, the layer may have a variable thickness in the axial direction. For example, the layer may have a greater thickness near its axially outer edges relative to the central zone (crown).
[00147] Vantajosamente, a camada ou folha pode estender-se sobre uma superfície que corresponde substancialmente à superfície de extensão da referida estrutura de correia.[00147] Advantageously, the layer or sheet may extend over a surface that substantially corresponds to the extending surface of said belt structure.
[00148] Em uma modalidade preferida, uma camada ou folha de material elastomérico como descrito acima pode ser colocada entre a referida estrutura de correia e a referida banda de rodagem, a referida camada ou folha adicional se estendendo preferencialmente em uma superfície substancialmente correspondente à superfície de extensão da referida estrutura de correia.[00148] In a preferred embodiment, a layer or sheet of elastomeric material as described above may be placed between said belt structure and said tread, said additional layer or sheet preferably extending on a surface substantially corresponding to the surface length of said belt structure.
[00149] A composição elastomérica de acordo com a presente invenção pode ser vantajosamente incorporada em um ou mais dos componentes do pneu selecionados a partir da estrutura da correia, estrutura da carcaça, banda de rodagem, camada inferior, parede lateral, miniparede lateral, inserto de parede lateral, talão, palheta, forra, folha e tira antiabrasiva, de preferência incorporados pelo menos na banda de rodagem e/ou na camada inferior.[00149] The elastomeric composition according to the present invention can be advantageously incorporated into one or more of the tire components selected from the belt structure, carcass structure, tread, bottom layer, sidewall, mini sidewall, insert of sidewall, bead, vane, lining, sheet and anti-abrasive strip, preferably incorporated at least in the tread and/or in the lower layer.
[00150] De acordo com uma modalidade não mostrada, o pneu pode ser um pneu para rodas de motocicleta que é tipicamente um pneu que tem uma seção reta apresentando uma curvatura de rodagem elevada.[00150] According to an embodiment not shown, the tire may be a tire for motorcycle wheels which is typically a tire that has a straight section having a high tread camber.
[00151] De acordo com uma modalidade não mostrada, o pneu pode ser um pneu para rodas de veículos de transporte pesado, tais como caminhões, ônibus, reboques, vans e, em geral, para veículos nos quais o pneu está sujeito a uma carga elevada.[00151] According to an embodiment not shown, the tire may be a tire for wheels of heavy transport vehicles, such as trucks, buses, trailers, vans and, in general, for vehicles in which the tire is subject to a load high.
[00152] De preferência, esse pneu está adaptado para ser montado em aros de roda com um diâmetro igual ou superior a 17,5 polegadas para rodas direcionais ou de reboque.[00152] Preferably, this tire is adapted to be mounted on wheel rims with a diameter equal to or greater than 17.5 inches for directional or trailer wheels.
[00153] A descrição de alguns exemplos preparativos da invenção ou exemplo comparativo, fornecidos apenas para fins ilustrativos e não limitativos, é apresentada abaixo.[00153] The description of some preparative examples of the invention or comparative example, provided for illustrative and non-limiting purposes only, is presented below.
[00154] As sílicas usadas nos exemplos comparativos ou da invenção aqui descritos foram distinguidas com uma ou mais das seguintes técnicas analíticas:[00154] The silicas used in the comparative or inventive examples described here were distinguished with one or more of the following analytical techniques:
[00155] A área superficial BET (m2/g) foi medida de acordo com ISO18852 usando o dispositivo Micromeritics TriStar II Plus. A amostra foi submetida a um pré-tratamento de desgaseificação a 170°C por 2h sob fluxo de nitrogênio.[00155] The BET surface area (m2/g) was measured in accordance with ISO18852 using the Micromeritics TriStar II Plus device. The sample was subjected to a degassing pretreatment at 170°C for 2h under nitrogen flow.
[00156] A Tabela 2 mostra os valores da área superficial total (multiponto na faixa entre P/P00,08 e 0,2) medidos para as sílicas S1-S6 usadas aqui.[00156] Table 2 shows the total surface area values (multipoint in the range between P/P00.08 and 0.2) measured for the S1-S6 silicas used here.
[00157] O teor de sais solúveis em água (% em peso) das sílicas aqui consideradas foi determinado de acordo com o seguinte método interno: uma amostra de sílica, previamente seca em um forno a 105°C até um peso constante de cerca de 10 g foi pesada e foi colocada em um béquer de 250ml com 100ml de água destilada sob agitação por uma hora. Foi filtrada com filtro de papel e 50 ml do filtrado foram colocados em uma cápsula previamente seca com peso constante. A água foi evaporada em um banho com água em ebulição, a cápsula foi esfriada em um secador, a cápsula foi pesada e o resíduo de sais solúveis calculado, expresso em porcentagem em peso em relação ao peso inicial.[00157] The content of water-soluble salts (% by weight) of the silicas considered here was determined according to the following internal method: a sample of silica, previously dried in an oven at 105°C until a constant weight of ca. 10 g was weighed and placed in a 250 ml beaker with 100 ml of distilled water under stirring for one hour. It was filtered with a paper filter and 50 ml of the filtrate was placed in a previously dried capsule with constant weight. The water was evaporated in a bath with boiling water, the capsule was cooled in a dryer, the capsule was weighed and the soluble salt residue was calculated, expressed as a percentage by weight in relation to the initial weight.
[00158] A Tabela 2 mostra os valores do teor de sal solúvel das sílicas S2-S6 usadas aqui.[00158] Table 2 shows the soluble salt content values of the S2-S6 silicas used here.
[00159] O teor de silanol (mmol/g) foi calculado com base na perda de água da amostra medida por termogravimetria (TGA) de acordo com o seguinte método interno: um primeiro aquecimento foi realizado de acordo com uma rampa térmica de 25°C a 170°C a 5°C/min e um segundo de 170°C a 800°C a 10°C/min; o teor de silanol foi calculado dividindo o peso da amostra no final da segunda rampa pelo peso da amostra seca (no final da primeira rampa ou o peso inicial da amostra diminuído pelo peso da água perdida em o aquecimento) e finalmente dividindo pelo peso molecular da sílica.[00159] The silanol content (mmol/g) was calculated based on the water loss of the sample measured by thermogravimetry (TGA) according to the following internal method: a first heating was carried out according to a thermal ramp of 25° C to 170°C at 5°C/min and a second from 170°C to 800°C at 10°C/min; the silanol content was calculated by dividing the weight of the sample at the end of the second ramp by the weight of the dry sample (at the end of the first ramp or the initial weight of the sample decreased by the weight of water lost in the heating) and finally dividing by the molecular weight of the silica.
[00160] A Tabela 2 mostra os valores de teor de silanol para as sílicas S2-S6 usadas aqui.[00160] Table 2 shows the silanol content values for the S2-S6 silicas used here.
[00161] A densidade após compactação foi determinada de acordo com o seguinte método.[00161] The density after compaction was determined according to the following method.
[00162] Uma quantidade suficiente de produto foi tomada para realizar duas determinações. O cilindro vazio foi pesado com a aproximação de 0,1 g. 200 ± 10 ml de produto foram adicionados ao cilindro de modo que nenhuma bolsa de ar fosse formada e o cilindro contendo o produto foi pesado com a aproximação de 0,1 g. O cilindro contendo o produto foi colocado sobre o suporte, acionando o aparelho Autotap Quantachrome Instruments e realizando 2500 cursos. Ao final, o volume ocupado pelo produto em teste foi lido no cilindro. A partir dos valores finais de volume e peso da amostra, a densidade após a compactação foi calculada.[00162] A sufficient amount of product was taken to perform two determinations. The empty cylinder was weighed to the nearest 0.1 g. 200 ± 10 ml of product was added to the cylinder so that no air pockets were formed and the cylinder containing the product was weighed to the nearest 0.1 g. The cylinder containing the product was placed on the support, activating the Quantachrome Instruments Autotap device and performing 2500 strokes. At the end, the volume occupied by the product under test was read on the cylinder. From the final volume and weight values of the sample, the density after compaction was calculated.
[00163] A Tabela 2 mostra os valores de densidade após compactação para as sílicas S2-S6 usadas aqui.[00163] Table 2 shows the density values after compaction for the S2-S6 silicas used here.
[00164] O pH foi medido de acordo com um método interno: uma suspensão aquosa de 5% de sílica foi preparada em um béquer de 150 ml, agitada por 5' e o pH foi medido com um eletrodo calibrado, à temperatura ambiente e sob agitação contínua.[00164] The pH was measured according to an internal method: an aqueous suspension of 5% silica was prepared in a 150 ml beaker, stirred for 5' and the pH was measured with a calibrated electrode, at room temperature and under continuous stirring.
[00165] A Tabela 3 mostra os valores de pH das suspensões aquosas das sílicas S2-S6 usadas aqui.[00165] Table 3 shows the pH values of the aqueous suspensions of silicas S2-S6 used here.
[00166] A perda de peso da sílica a 105°C foi determinada de acordo com o seguinte procedimento: uma quantidade conhecida de sílica foi pesada, e a amostra foi então aquecida em um forno por 2 horas a 105°C. Após resfriamento em dessecador, a amostra foi pesada e a diferença entre o peso inicial e final expressa em % representa a perda de peso a 105°C.[00166] The weight loss of silica at 105°C was determined according to the following procedure: a known amount of silica was weighed, and the sample was then heated in an oven for 2 hours at 105°C. After cooling in a desiccator, the sample was weighed and the difference between the initial and final weight expressed in % represents the weight loss at 105°C.
[00167] A perda de peso por calcinação a 900°C foi determinada pesando 2 g de sílica e calcinando a amostra em uma mufla a 900°C até peso constante. A diferença entre o peso inicial e o peso após a calcinação em relação ao inicial expresso em % representa o peso perdido pela calcinação.[00167] Weight loss by calcination at 900°C was determined by weighing 2 g of silica and calcining the sample in a muffle furnace at 900°C until constant weight. The difference between the initial weight and the weight after calcination in relation to the initial weight expressed in % represents the weight lost by calcination.
[00168] A Tabela 3 mostra os valores da % da perda de peso a 105°C e a 900°C das amostras de sílica S2-S6 aqui usadas.[00168] Table 3 shows the % weight loss values at 105°C and 900°C of the silica samples S2-S6 used here.
[00169] A distribuição do volume total dos poros da sílica foi avaliada como uma função do seu raio expresso em nm, através da adsorção e dessorção de nitrogênio em toda a faixa de pressão relativa, e aplicando o sistema de cálculo BJH, conforme descrito no artigo “A Determinação do Volume de Poros e Distribuições de Área em Substâncias Porosas. I. Computations from Nitrogen Isotherms”, Journal of the American Chemical Society, janeiro de 1951, vol. 73, págs. 373-380 (Barrett, Joyner, Halenda). A análise foi realizada com o dispositivo Micromeritics TriStar II Plus.[00169] The distribution of the total volume of silica pores was evaluated as a function of its radius expressed in nm, through nitrogen adsorption and desorption across the entire relative pressure range, and applying the BJH calculation system, as described in article “The Determination of Pore Volume and Area Distributions in Porous Substances. I. Computations from Nitrogen Isotherms,” Journal of the American Chemical Society, January 1951, vol. 73, pp. 373-380 (Barrett, Joyner, Halenda). The analysis was performed with the Micromeritics TriStar II Plus device.
[00170] As curvas mostradas no gráfico da Figura 2, extrapoladas nas condições de dessorção, mostram que a sílica S6, com os requisitos para o uso da invenção, na faixa entre 15 e 45 nm, apresenta uma distribuição com maior volume total de poros em comparação com sílicas comerciais convencionais de grande área superficial (S2, S3) e com a sílica de cinza de casca de arroz comparativa S4.[00170] The curves shown in the graph in Figure 2, extrapolated under desorption conditions, show that silica S6, with the requirements for the use of the invention, in the range between 15 and 45 nm, presents a distribution with a greater total volume of pores compared to conventional commercial large surface area silicas (S2, S3) and comparative rice husk ash silica S4.
[00171] A Tabela 3 mostra os valores de volume total de poro com raio entre 15 e 45 nm para as amostras de sílica S2, S3, S4 e S6.[00171] Table 3 shows the total pore volume values with radii between 15 and 45 nm for silica samples S2, S3, S4 and S6.
[00172] As amostras de sílica foram analisadas com um aparelho Bruker AXS S4 Pioneer por fluorescência de raios-X com detecção dos elementos mostrados na Tabela 4.[00172] The silica samples were analyzed with a Bruker AXS S4 Pioneer apparatus by X-ray fluorescence with detection of the elements shown in Table 4.
[00173] As sílicas analisadas e usadas na presente parte experimental são mostradas na seguinte Tabela 1: Tabela 1 C: comparativo (sílica convencional ou não atendendo aos requisitos da sílica usada na presente invenção); I: invenção (sílica tendo os requisitos necessários para uso na presente invenção).[00173] The silicas analyzed and used in the present experimental part are shown in the following Table 1: Table 1 C: comparative (conventional silica or not meeting the requirements of the silica used in the present invention); I: invention (silica having the necessary requirements for use in the present invention).
[00174] As sílicas S1-S3 e S7 são sílicas comerciais convencionais, comumente usadas como cargas de reforço em composições elastoméricas para pneus.[00174] Silicas S1-S3 and S7 are conventional commercial silicas, commonly used as reinforcing fillers in elastomeric compositions for tires.
[00175] As sílicas S4-S6 são sílicas ecológicas a partir da cinza da casca de arroz produzida pelo Instituto Indiano de Ciência.[00175] Silicas S4-S6 are environmentally friendly silicas from rice husk ash produced by the Indian Institute of Science.
[00176] Sílicas S1-S7 têm as propriedades detalhadas nas seguintes Tabelas 2, 3 e 4: Tabela 2 [00176] Silicas S1-S7 have the properties detailed in the following Tables 2, 3 and 4: Table 2
[00177] As sílicas convencionais S1, S2 e S7 têm uma área superficial BET menor do que as sílicas usadas na invenção (com uma área superficial de pelo menos 190 m2/g).[00177] Conventional silicas S1, S2 and S7 have a smaller BET surface area than the silicas used in the invention (with a surface area of at least 190 m2/g).
[00178] A sílica S3, embora tenha uma área superficial BET em conformidade com os requisitos das sílicas usadas na invenção, tem um alto teor de sal solúvel.[00178] S3 silica, although it has a BET surface area in accordance with the requirements of the silicas used in the invention, has a high soluble salt content.
[00179] A sílica S4, embora seja eco-compatível, não tem uma área superficial BET de acordo com os requisitos das sílicas usadas na invenção, ou seja, não tem uma área superficial BET superior a 190 m2/g, mas inferior (162 m2/g), de acordo com os valores de área das sílicas comerciais de alta dispersibilidade comumente usadas. Ela também tem um alto teor de sal.[00179] S4 silica, although it is eco-compatible, does not have a BET surface area in accordance with the requirements of the silicas used in the invention, that is, it does not have a BET surface area greater than 190 m2/g, but less (162 m2/g), according to the area values of commonly used commercial high-dispersibility silicas. It also has a high salt content.
[00180] As sílicas eco-compatíveis S5 e S6, apesar da alta área superficial e do alto teor de silanol, mostraram excelente dispersibilidade na matriz elastomérica, como também mostrado pelos valores mostrados a seguir na Tabela 9. Tabela 3 * raio do poro R: 15 - 45 nm[00180] The eco-compatible silicas S5 and S6, despite the high surface area and high silanol content, showed excellent dispersibility in the elastomeric matrix, as also shown by the values shown below in Table 9. Table 3 * R pore radius: 15 - 45 nm
[00181] Os valores de volume total do poro mostrados na Tabela 3 correspondem à área subjacente às curvas mostradas no gráfico da Figura 2.[00181] The total pore volume values shown in Table 3 correspond to the area underlying the curves shown in the graph in Figure 2.
[00182] Como se depreende desse gráfico, a sílica S6 apresenta poros com volume mais homogêneo, em particular observa-se que em S6 prevalecem poros com raios entre 15 e 45 nm enquanto nas demais sílicas S2, S3 e S4 uma distribuição diferente das dimensões dos poros são vistas. A prevalência de poros com raio de 15 a 45 nm na sílica S6 pode ser uma das razões possíveis para a inesperada melhoria da dispersibilidade da mesma na matriz elastomérica. Tabela 4: análise de XRF (% em peso) [00182] As can be seen from this graph, silica S6 presents pores with a more homogeneous volume, in particular it is observed that in S6 pores with radii between 15 and 45 nm prevail while in the other silicas S2, S3 and S4 a different distribution of dimensions of the pores are seen. The prevalence of pores with a radius of 15 to 45 nm in S6 silica may be one of the possible reasons for the unexpected improvement in its dispersibility in the elastomeric matrix. Table 4: XRF analysis (wt%)
[00183] A partir dos valores mostrados na Tabela 4, verifica-se que nas sílicas comerciais precipitadas com ácido sulfúrico (S2, S3) o teor de enxofre e sódio é decididamente mais alto, mesmo por uma ordem de magnitude, enquanto o potássio é mais abundante em sílicas eco-compatíveis de cascas precipitadas com dióxido de carbono (S5, S6).[00183] From the values shown in Table 4, it appears that in commercial silicas precipitated with sulfuric acid (S2, S3) the sulfur and sodium content is decidedly higher, even by an order of magnitude, while potassium is most abundant in eco-friendly silicas from carbon dioxide precipitated shells (S5, S6).
[00184] As composições elastoméricas vulcanizáveis dos exemplos a seguir foram preparadas de acordo com os métodos aqui descritos. As quantidades dos vários componentes são apresentadas em phr.[00184] The vulcanizable elastomeric compositions of the following examples were prepared according to the methods described here. The amounts of the various components are presented in phr.
[00185] A mistura foi conduzida em três etapas usando um misturador de rotor tangencial interno (Pomini PL 1.6): na primeira etapa, polímeros, cargas, silano, ácido esteárico e óleo TDAE foram introduzidos e a mistura foi continuada por 2-3 minutos, até atingir 140°C ± 5°C, quando a composição foi descarregada. Após 12-24 horas, na segunda etapa, realizada usando o mesmo misturador, octoato de Zn, estearato de Zn, resina de alfa-metilestireno, cera de parafina, 6-PPD e TMQ foram introduzidos e a mistura foi continuada por cerca de 3 minutos, até a atingir 125°C ± 5°C, quando a composição foi descarregada. Após 12-24 horas, na terceira etapa conduzida no mesmo misturador, TBBS e enxofre foram introduzidos e a mistura continuou por cerca de 2 minutos, até atingir 95°C ± 5°C, quando a composição foi descarregada.[00185] Mixing was carried out in three stages using an internal tangential rotor mixer (Pomini PL 1.6): in the first stage, polymers, fillers, silane, stearic acid and TDAE oil were introduced and mixing was continued for 2-3 minutes , until reaching 140°C ± 5°C, when the composition was discharged. After 12-24 hours, in the second step, carried out using the same mixer, Zn octoate, Zn stearate, alpha-methylstyrene resin, paraffin wax, 6-PPD and TMQ were introduced and mixing was continued for about 3 minutes, until reaching 125°C ± 5°C, when the composition was discharged. After 12-24 hours, in the third stage conducted in the same mixer, TBBS and sulfur were introduced and mixing continued for about 2 minutes, until reaching 95°C ± 5°C, when the composition was discharged.
[00186] As sílicas convencionais de areia (S2 e S3, comparativo) e eco- compatíveis de cinza de casca de arroz (S6 com os requisitos de acordo com o uso da invenção) foram incorporadas em composições de banda de rodagem elastomérica para pneus de verão, de acordo com o procedimento descrito acima.[00186] Conventional sand silicas (S2 and S3, comparative) and eco-compatible rice husk ash (S6 with the requirements according to the use of the invention) were incorporated into elastomeric tread compositions for tire tires. summer, according to the procedure described above.
[00187] Em particular, as composições de Exemplo 1A (comparativo) incluiu apenas sílica S2 (sílica comercial Ultrasil 7000 de areia, precipitada com ácido sulfúrico, com alta dispersibilidade e baixa área superficial), a composição de Exemplo 1C (comparativo) apenas sílica S3 (sílica comercial Zeosil Premium 200MP de alta dispersibilidade, de areia, precipitada com ácido sulfúrico, área superficial e alto teor de sal) enquanto a composição do Exemplo 1B (invenção) sílica S2 e em sua substituição parcial (20 phr) sílica S6 (a partir da cinza da casca de arroz, precipitada com dióxido de carbono, com uma alta área superficial e baixo teor de sal), conforme mostrado na Tabela 5 as seguir: Tabela 5: composições elastoméricas (phr) em que NR (borracha natural): borracha natural SIR20 (Indonésia); S-SBR SLR 4602: borracha de estireno-butadieno produzida pela Trinseo, sintetizada em solução, contendo cerca de 20% de estireno, funcionalizada com derivados de enxofre; Tg de cerca de -25°C; Silano TESPT: Tetrassulfeto de bis[3-(trietoxissilil)propila] SI69 produzido por Evonik Industries AG; Estearato de zinco: Struktol A 50 produzido por Struktol Co; Ácido esteárico: Radiacid 444 produzido por Oleon NV; Octoato de zinco: Struktol ZEH 75 produzido por Struktol Co; Cera de parafina: Riowax bm-01 produzida por SER S.p.A.; TDAE: Extrato aromático destilado tratado, Vivatec 500 produzido por Hansen & Rosenthal KG; Resina de alfa-metilestireno: Impera 1504 produzida por Eastmann Chemical Co.; TMQ: 2,2,4-trimetil-1,2-di-hidroquinolina polimerizada Vulkanox HS/LG produzida por Lanxess GmbH; 6-PPD: fenil-p-fenilenodiamina, Santoflex 6PPD produzido por Eastman Chemical Co.; TBBS: N-terc-butil-2-benzotiazilsulfenamida produzida por Rhein Chemie GmbH; Enxofre; Multisperse S-IS70P produzido por Omya S.p.A.[00187] In particular, the compositions of Example 1A (comparative) included only silica S2 (commercial silica Ultrasil 7000 sand, precipitated with sulfuric acid, with high dispersibility and low surface area), the composition of Example 1C (comparative) only silica S3 (commercial silica Zeosil Premium 200MP high dispersibility, sand, precipitated with sulfuric acid, surface area and high salt content) while the composition of Example 1B (invention) silica S2 and in its partial replacement (20 phr) silica S6 ( from rice husk ash, precipitated with carbon dioxide, with a high surface area and low salt content), as shown in Table 5 below: Table 5: elastomeric compositions (phr) where NR (natural rubber): SIR20 natural rubber (Indonesia); S-SBR SLR 4602: styrene-butadiene rubber produced by Trinseo, synthesized in solution, containing around 20% styrene, functionalized with sulfur derivatives; Tg of about -25°C; TESPT silane: Bis[3-(triethoxysilyl)propyl] tetrasulfide SI69 produced by Evonik Industries AG; Zinc stearate: Struktol A 50 produced by Struktol Co; Stearic acid: Radiacid 444 produced by Oleon NV; Zinc octoate: Struktol ZEH 75 produced by Struktol Co; Paraffin wax: Riowax bm-01 produced by SER SpA; TDAE: Treated distilled aromatic extract, Vivatec 500 produced by Hansen & Rosenthal KG; Alpha-methylstyrene resin: Impera 1504 produced by Eastmann Chemical Co.; TMQ: Vulkanox HS/LG polymerized 2,2,4-trimethyl-1,2-dihydroquinoline produced by Lanxess GmbH; 6-PPD: phenyl-p-phenylenediamine, Santoflex 6PPD produced by Eastman Chemical Co.; TBBS: N-tert-butyl-2-benzothiazylsulfenamide produced by Rhein Chemie GmbH; Sulfur; Multisperse S-IS70P produced by Omya SpA
[00188] As sílicas convencionais de areia (S2, comparativa) ou de cinza de casca de arroz (S4, com área superficial baixa, comparativa e S6, com os requisitos de acordo com o uso da invenção) foram incorporadas em composições de banda de rodagem elastomérica para pneus de verão, de acordo com o procedimento descrito acima.[00188] Conventional silicas from sand (S2, comparative) or rice husk ash (S4, with low surface area, comparative and S6, with the requirements according to the use of the invention) were incorporated into band compositions. elastomeric tread for summer tires in accordance with the procedure described above.
[00189] Em particular, as composições de Exemplo 2A (comparativo) incluiu apenas sílica S2 (sílica comercial Ultrasil 7000 de areia, precipitada com ácido sulfúrico, com alta dispersibilidade e baixa área superficial), a composição do Exemplo 2C (comparativo) apenas sílica S4 (sílica de cinza de casca de arroz, precipitada com dióxido de carbono, com uma área superficial baixa) enquanto a composição do Exemplo 2B (invenção), apenas sílica S6 (a partir de cinza de casca de arroz, precipitada com dióxido de carbono, com uma alta área superficial e baixo teor de sal), como mostrado na seguinte Tabela 6: Tabela 6: composições elastoméricas (phr) em que NR (borracha natural): borracha natural SIR20 (Indonésia); S-SBR SLR 4602: borracha de estireno-butadieno produzida pela Trinseo, sintetizada em solução, contendo cerca de 20% de estireno, funcionalizada com derivados de enxofre; Tg de cerca de -25°C; Silano TESPT: Tetrassulfeto de bis[3-(trietoxissilila) SI69 produzido por Evonik Industries AG; Estearato de zinco: Struktol A 50 produzido por Struktol Co.; Ácido esteárico: Radiacid 444 produzido por Oleon NV; Octoato de zinco: Struktol ZEH 75 produzido por Struktol Co; Cera de parafina: Riowax bm-01 produzida por SER S.p.A.; TDAE: Extrato Aromático Destilado Tratado, Vivatec 500 produzido por Hansen & Rosenthal KG; Resina de alfa-metilestireno: Impera 1504 produzida por Eastmann Chemical Co.; TMQ: 2,2,4-trimetil-1,2-di-hidroquinolina polimerizada Vulkanox HS/LG produzida por Lanxess GmbH; 6-PPD: fenil-p-fenilenodiamina, Santoflex 6PPD produzido por Eastman Chemical Co.; TBBS: N-terc-butil-2-benzotiazilsulfenamida produzida por Rhein Chemie GmbH; Sulphur Multisperse S-IS70P produzido por Omya S.p.A.[00189] In particular, the compositions of Example 2A (comparative) included only silica S2 (commercial silica Ultrasil 7000 sand, precipitated with sulfuric acid, with high dispersibility and low surface area), the composition of Example 2C (comparative) only silica S4 (silica from rice husk ash, precipitated with carbon dioxide, with a low surface area) while the composition of Example 2B (invention), only silica S6 (from rice husk ash, precipitated with carbon dioxide , with a high surface area and low salt content), as shown in the following Table 6: Table 6: Elastomeric compositions (phr) where NR (natural rubber): SIR20 natural rubber (Indonesia); S-SBR SLR 4602: styrene-butadiene rubber produced by Trinseo, synthesized in solution, containing around 20% styrene, functionalized with sulfur derivatives; Tg of about -25°C; TESPT silane: Bis[3-(triethoxysilyl) tetrasulfide SI69 produced by Evonik Industries AG; Zinc stearate: Struktol A 50 produced by Struktol Co.; Stearic acid: Radiacid 444 produced by Oleon NV; Zinc octoate: Struktol ZEH 75 produced by Struktol Co; Paraffin wax: Riowax bm-01 produced by SER SpA; TDAE: Treated Distilled Aromatic Extract, Vivatec 500 produced by Hansen & Rosenthal KG; Alpha-methylstyrene resin: Impera 1504 produced by Eastmann Chemical Co.; TMQ: Vulkanox HS/LG polymerized 2,2,4-trimethyl-1,2-dihydroquinoline produced by Lanxess GmbH; 6-PPD: phenyl-p-phenylenediamine, Santoflex 6PPD produced by Eastman Chemical Co.; TBBS: N-tert-butyl-2-benzothiazylsulfenamide produced by Rhein Chemie GmbH; Sulfur Multisperse S-IS70P produced by Omya SpA
[00190] As sílicas convencionais de areia (S2, S3 e S7) foram incorporadas na primeira fase de uma composição de padrão de banda de rodagem elastomérica, de acordo com o procedimento descrito abaixo.[00190] Conventional sand silicas (S2, S3 and S7) were incorporated into the first phase of an elastomeric tread pattern composition, according to the procedure described below.
[00191] A mistura foi realizada em uma única etapa usando um misturador de rotor tangencial interno (Pomini PL 1.6): o polímero, carga, silano, ácido esteárico, óleo TDAE e resina foram introduzidos. A mistura continuou por 2-3 minutos, até atingir 140°C ± 5°C, quando a composição foi descarregada.[00191] Mixing was carried out in a single step using an internal tangential rotor mixer (Pomini PL 1.6): the polymer, filler, silane, stearic acid, TDAE oil and resin were introduced. Mixing continued for 2-3 minutes, until reaching 140°C ± 5°C, when the composition was discharged.
[00192] Em particular, a composição 3A compreende apenas a sílica S7 (sílica comercial Zeosil 1115 MP de areia, precipitada com ácido sulfúrico, com alta dispersibilidade e baixa área superficial), a composição 3B apenas a sílica S2 (sílica comercial Ultrasil 7000 GR com alta dispersibilidade), de areia, precipitada com ácido sulfúrico, com uma área superficial intermediária) e a composição 3C apenas a sílica S3 (sílica comercial Zeosil Premium 200 MP de alta dispersibilidade, precipitada com ácido sulfúrico, com área superficial elevada), conforme ilustrado na Tabela a seguir 7: Tabela 7: composições elastoméricas (phr) S-SBR SLR 3402: SBR produzido pela Trinseo, sintetizado em solução, tendo cerca de 15% de estireno, funcionalizado e Tg de cerca de - 60°C; Silano TESPT: Tetrassulfeto de bis[3-(trietoxissilil)propila] SI69 produzido por Evonik Industries AG; TDAE: Extrato aromático destilado tratado, Vivatec 500 produzido por Hansen & Rosenthal KG; Stearic Acid Radiacid 444 produzido por Oleon NV; Resina Impera 1504 alfa-metilestireno produzida por Eastmann Chemical Co.[00192] In particular, composition 3A comprises only silica S7 (commercial silica Zeosil 1115 MP sand, precipitated with sulfuric acid, with high dispersibility and low surface area), composition 3B only silica S2 (commercial silica Ultrasil 7000 GR with high dispersibility), sand, precipitated with sulfuric acid, with an intermediate surface area) and composition 3C only silica S3 (commercial silica Zeosil Premium 200 MP with high dispersibility, precipitated with sulfuric acid, with high surface area), as per illustrated in the following Table 7: Table 7: elastomeric compositions (phr) S-SBR SLR 3402: SBR produced by Trinseo, synthesized in solution, having around 15% styrene, functionalized and Tg of around - 60°C; TESPT silane: Bis[3-(triethoxysilyl)propyl] tetrasulfide SI69 produced by Evonik Industries AG; TDAE: Treated distilled aromatic extract, Vivatec 500 produced by Hansen & Rosenthal KG; Stearic Acid Radiacid 444 produced by Oleon NV; Impera 1504 alpha-methylstyrene resin produced by Eastmann Chemical Co.
[00193] As composições elastoméricas vulcanizáveis (verdes) dos Exemplos 1 e 2 foram submetidas às seguintes avaliações: Viscosidade de Mooney ML (1 + 4) a 100°C: foi medida de acordo com a norma ISO 289-1:2005.[00193] The vulcanizable elastomeric compositions (green) of Examples 1 and 2 were subjected to the following evaluations: Mooney ML viscosity (1 + 4) at 100°C: it was measured in accordance with the ISO 289-1:2005 standard.
[00194] Análise reométrica MDR (de acordo com a norma ISO 6502) usando um reômetro tipo MDR2000 da Alpha Technologies, os testes foram realizados a 170°C por 20 minutos a uma frequência de oscilação de 1,66 Hz (100 oscilações por minuto) e uma amplitude de oscilação de ± 0,5°, medindo o tempo necessário para atingir respectivamente 30% (T30), 60% (T60) e 90% (T90) do valor de torque final (Mf). O valor máximo de torque MH e o valor mínimo de torque ML (dN.m) também foram medidos.[00194] MDR rheometric analysis (according to ISO 6502) using an MDR2000 type rheometer from Alpha Technologies, tests were carried out at 170°C for 20 minutes at an oscillation frequency of 1.66 Hz (100 oscillations per minute ) and an oscillation amplitude of ± 0.5°, measuring the time necessary to reach respectively 30% (T30), 60% (T60) and 90% (T90) of the final torque value (Mf). The maximum torque value MH and the minimum torque value ML (dN.m) were also measured.
[00195] As composições elastoméricas dos Exemplos 1 e 2 foram submetidas após vulcanização a 170°C por 10 minutos às seguintes avaliações:[00195] The elastomeric compositions of Examples 1 and 2 were subjected after vulcanization at 170°C for 10 minutes to the following evaluations:
[00196] De uma amostra vulcanizada da composição elastomérica duas seções, cada uma com 1 mícron de espessura e dimensões de 2 mm x 2 mm, foram obtidas por microtomia a frio (-70°C). As seções foram estiradas em uma lâmina e, com microscópio de luz transmitida a 100x, 10 imagens (da ordem de 800 x 900 micra) foram obtidas em diferentes pontos das amostras. As imagens são analisadas para avaliar a dispersão da sílica com o software Image Pro Plus da Media Cybernetic. A % de sílica não dispersa foi então calculada como a soma das áreas leves com dimensões superiores a 7 micra em comparação com a sílica introduzida.[00196] From a vulcanized sample of the elastomeric composition, two sections, each 1 micron thick and dimensions 2 mm x 2 mm, were obtained by cold microtomy (-70°C). The sections were stretched on a slide and, with a transmitted light microscope at 100x, 10 images (in the order of 800 x 900 microns) were obtained at different points of the samples. Images are analyzed to assess silica dispersion with Media Cybernetic's Image Pro Plus software. The % undispersed silica was then calculated as the sum of the light areas with dimensions greater than 7 microns compared to the introduced silica.
[00197] O número de agregados é calculado como uma contagem de agregados leves com dimensões superiores a 7 micra.[00197] The number of aggregates is calculated as a count of light aggregates with dimensions greater than 7 microns.
[00198] As propriedades mecânicas estáticas foram medidas a 23°C de acordo com a norma ISO 37: 2005.[00198] Static mechanical properties were measured at 23°C in accordance with ISO 37: 2005.
[00199] Os testes de tração foram realizados em espécimes de anel (Teste de tração do anel 23°C). Em particular, a carga foi medida em diferentes níveis de alongamento (50%, 100% e 300%, referidos na sequência como CA05 - CA1 - CA3), a carga na ruptura CR e o alongamento na ruptura AR.[00199] Tensile tests were performed on ring specimens (Ring Tensile Test 23°C). In particular, the load was measured at different elongation levels (50%, 100% and 300%, referred to in the sequence as CA05 - CA1 - CA3), the load at break CR and the elongation at break AR.
[00200] As propriedades mecânicas dinâmicas foram medidas usando um dispositivo dinâmico Instron no modo de tração-compressão de acordo com os seguintes métodos. Uma amostra de cada uma das composições elastoméricas verdes dos Exemplos 1 e 2 vulcanizada a 170°C por 10 minutos com uma forma cilíndrica (comprimento = 25 mm; diâmetro = 14 mm), compressão de pré-carga de até 25% da deformação longitudinal com relação ao comprimento inicial e mantida na temperatura predeterminada (igual a 10°C, 23°C ou 70°C) por toda a duração do teste, foi submetida a uma deformação sinusoidal dinâmica com uma amplitude de ±3,5% com em relação ao comprimento sob pré-carga, com frequência de 100 Hz.[00200] Dynamic mechanical properties were measured using an Instron dynamic device in tension-compression mode according to the following methods. A sample of each of the green elastomeric compositions of Examples 1 and 2 vulcanized at 170°C for 10 minutes with a cylindrical shape (length = 25 mm; diameter = 14 mm), preload compression of up to 25% of the longitudinal strain with respect to the initial length and maintained at the predetermined temperature (equal to 10°C, 23°C or 70°C) for the entire duration of the test, it was subjected to a dynamic sinusoidal deformation with an amplitude of ±3.5% with in in relation to length under preload, with a frequency of 100 Hz.
[00201] As propriedades mecânicas dinâmicas são expressas em termos de módulo de elasticidade dinâmico (E') e Tan delta (fator de dissipação). O valor Tan delta foi calculado como uma razão entre o módulo viscoso (E'') e o módulo elástico (E').[00201] Dynamic mechanical properties are expressed in terms of dynamic modulus of elasticity (E') and Tan delta (dissipation factor). The Tan delta value was calculated as a ratio between the viscous modulus (E'') and the elastic modulus (E').
[00202] A resistência à abrasão das composições foi medida de acordo com o método da norma DIN 53516 (perda de volume, mm3)[00202] The abrasion resistance of the compositions was measured according to the method of DIN 53516 (volume loss, mm3)
[00203] A resistência ao rasgo foi avaliada medindo com um dinamômetro a força de separação entre duas folhas da mesma composição, verde-acopladas e co-vulcanizadas a 170°C por 10'. As amostras foram acondicionadas a 100°C (+/- 2°C) por no mínimo 16 horas e submetidas ao teste de descascamento em dinamômetro Zwick Z005, cujas pinças foram aplicadas na seção livre de cada folha. Uma velocidade de tração de 260 mm/min (+/- 20 mm/min) foi então aplicada e os valores da força de descascamento, expressos em Newton (N), foram medidos como o valor médio calculado para as duas amostras.[00203] Tear resistance was evaluated by measuring with a dynamometer the separation force between two sheets of the same composition, green-coupled and co-vulcanized at 170°C for 10'. The samples were conditioned at 100°C (+/- 2°C) for at least 16 hours and subjected to the peeling test on a Zwick Z005 dynamometer, whose clamps were applied to the free section of each leaf. A pulling speed of 260 mm/min (+/- 20 mm/min) was then applied and the peeling force values, expressed in Newton (N), were measured as the average value calculated for the two samples.
[00204] As amostras foram preparadas conforme descrito aqui.[00204] Samples were prepared as described here.
[00205] A composição elastomérica não vulcanizada foi calandrada de modo a obter uma folha com uma espessura de 3 mm (+/- 0,2 mm). Da folha assim produzida, pedaços de 220 mm (+/- 1,0 mm) x 220 mm (+/- 1,0 mm) x 3 mm (+/- 0,2 mm) foram obtidos, marcando a direção da calandragem.[00205] The non-vulcanized elastomeric composition was calendered to obtain a sheet with a thickness of 3 mm (+/- 0.2 mm). From the sheet thus produced, pieces measuring 220 mm (+/- 1.0 mm) x 220 mm (+/- 1.0 mm) x 3 mm (+/- 0.2 mm) were obtained, marking the calendering direction .
[00206] Uma superfície de cada pedaço foi protegida com uma folha de polietileno, enquanto na superfície oposta foi aplicado um tecido revestido de poliamida reforçada com borracha com uma espessura de 0,88 mm (+/- 0,05 mm), orientando os fios no sentido da calandragem e enrolando o compósito assim montado de forma a obter uma boa adesão entre o tecido e a composição elastomérica não vulcanizada.[00206] One surface of each piece was protected with a polyethylene sheet, while on the opposite surface a rubber-reinforced polyamide coated fabric with a thickness of 0.88 mm (+/- 0.05 mm) was applied, orienting the threads in the calendering direction and winding the composite thus assembled in order to obtain good adhesion between the fabric and the non-vulcanized elastomeric composition.
[00207] Após o esfriamento, a partir do compósito assim obtido, as folhas foram produzidas por corte e vinco, com dimensões iguais a 110 mm (+/- 1,0 mm) x 25 mm (+/- 1,0 mm) x 3,88 mm (+/- 0,05 mm), cuidando para que o eixo maior de cada folha ficasse orientado para os fios do tecido.[00207] After cooling, from the composite thus obtained, sheets were produced by cutting and creasing, with dimensions equal to 110 mm (+/- 1.0 mm) x 25 mm (+/- 1.0 mm) x 3.88 mm (+/- 0.05 mm), taking care that the long axis of each sheet is oriented towards the fabric threads.
[00208] Uma primeira folha que constitui a primeira camada e feita conforme descrito acima foi colocada em um molde com a camada de poliamida voltada para o molde, a película de polietileno foi removida, duas tiras de tereftalato de polietileno (Mylar®) atuando como separadores laterais (0,2 mm de espessura) foram aplicadas lateralmente e uma terceira tira de Mylar® (0,045 mm de espessura) foi aplicada em uma das extremidades da folha a fim de criar um pequeno estiramento livre não aderente à segunda camada.[00208] A first sheet constituting the first layer and made as described above was placed in a mold with the polyamide layer facing the mold, the polyethylene film was removed, two strips of polyethylene terephthalate (Mylar®) acting as Side separators (0.2 mm thick) were applied laterally and a third strip of Mylar® (0.045 mm thick) was applied to one end of the sheet in order to create a small free stretch non-adherent to the second layer.
[00209] Uma segunda folha constituindo a segunda camada, composta da mesma composição elastomérica vulcanizável da primeira camada e da qual a película de polietileno foi previamente removida, foi então aplicada à primeira folha no molde, obtendo-se assim uma amostra que foi então vulcanizada por aquecimento a 170°C, durante 10 minutos, numa prensa.[00209] A second sheet constituting the second layer, composed of the same vulcanizable elastomeric composition as the first layer and from which the polyethylene film was previously removed, was then applied to the first sheet in the mold, thus obtaining a sample that was then vulcanized by heating at 170°C for 10 minutes in a press.
[00210] Nas seguintes Tabelas 8 e 9, os resultados das análises descritas acima para as amostras das composições de acordo com os Exemplos 1 e 2 são relatados.[00210] In the following Tables 8 and 9, the results of the analyzes described above for the samples of the compositions according to Examples 1 and 2 are reported.
[00211] Os valores das medições de E', tan d, resistência à abrasão e rasgo foram recalculados definindo os valores obtidos com a composição do Exemplo 1A (contendo sílica convencional S2) tomada como uma referência igual a 100. Tabela 8: propriedades das composições do Exemplo 1 [00211] The values of the measurements of E', tan d, abrasion resistance and tear resistance were recalculated by setting the values obtained with the composition of Example 1A (containing conventional silica S2) taken as a reference equal to 100. Table 8: properties of compositions of Example 1
[00212] Como pode ser visto a partir dos dados relatados na Tabela 8, a composição para a banda de rodagem do Exemplo 1B que contém sílica S6, com os requisitos para uso na invenção, tem propriedades mecânicas estáticas e dinâmicas em linha com a composição do Exemplo 1A contendo sílica comercial com alta dispersibilidade e baixa área superficial de referência S2, com valores de histerese a 70°C, preditivos de resistência ao rolamento, e a 10°C, preditivos em vez de aderência no molhado, que são comparáveis.[00212] As can be seen from the data reported in Table 8, the tread composition of Example 1B containing silica S6, with the requirements for use in the invention, has static and dynamic mechanical properties in line with the composition of Example 1A containing commercial silica with high dispersibility and low surface area of reference S2, with hysteresis values at 70°C, predictive of rolling resistance, and at 10°C, predictive rather of wet grip, which are comparable.
[00213] A resistência à abrasão da composição elastomérica da invenção (Exemplo 1B) é comparável à da composição de referência padrão (Exemplo 1A), embora seja pior para a composição do Exemplo 1C compreendendo S3 (sílica comercial convencional de grande área superficial).[00213] The abrasion resistance of the elastomeric composition of the invention (Example 1B) is comparable to that of the standard reference composition (Example 1A), although it is worse for the composition of Example 1C comprising S3 (conventional commercial large surface area silica).
[00214] A resistência ao rasgo (descascamento) da composição do Exemplo 1B parece ter sido decididamente melhorada em relação à composição de referência do Exemplo 1A, embora nela apenas 20 phr da sílica convencional S2 tenham sido substituídas pela sílica S6 de casca de arroz de grande área superficial de acordo com a invenção.[00214] The tear resistance (peeling) of the composition of Example 1B appears to have been decidedly improved in relation to the reference composition of Example 1A, although in it only 20 phr of the conventional silica S2 was replaced by the silica S6 from rice husk of large surface area according to the invention.
[00215] Finalmente, a composição do Exemplo 1C, que compreende uma sílica convencional com uma elevada área superficial S3, mas com teor excessivo de sais, está decididamente piorando em relação à sua resistência à abrasão.[00215] Finally, the composition of Example 1C, which comprises a conventional silica with a high surface area S3, but with an excessive salt content, is decidedly deteriorating in relation to its abrasion resistance.
[00216] A partir desses dados, pode-se ver que as sílicas eco- compatíveis com os requisitos aqui selecionados (alta área superficial e menor teor de sal) são realmente capazes de dar uma melhor resistência à abrasão e ao rasgo às composições elastoméricas, mesmo se usadas em pequenas quantidades. Tabela 9: propriedades das composições do Exemplo 2 [00216] From these data, it can be seen that silicas that are eco-compatible with the requirements selected here (high surface area and lower salt content) are indeed capable of providing better abrasion and tear resistance to elastomeric compositions, even if used in small quantities. Table 9: properties of the compositions of Example 2
[00217] Como pode ser visto a partir dos dados relatados na Tabela 9, a composição para banda de rodagem de acordo com a invenção do Exemplo 2B, que contém sílica de cinza de casca de arroz S6 com uma área superficial elevada, tem propriedades mecânicas estáticas e dinâmicas geralmente em linha com aquelas da composição do Exemplo 2A - compreendendo sílica comercial convencional S2 com uma área superficial menor - e da composição de Exemplo 2C - compreendendo sílica de cinza de casca de arroz S4 com uma área superficial inferior.[00217] As can be seen from the data reported in Table 9, the tread composition according to the invention of Example 2B, which contains rice husk ash silica S6 with a high surface area, has mechanical properties static and dynamic characteristics generally in line with those of the composition of Example 2A - comprising conventional commercial silica S2 with a lower surface area - and the composition of Example 2C - comprising rice husk ash silica S4 with a lower surface area.
[00218] No entanto, no que diz respeito às composições comparativas dos Exemplos 2A e 2C, a composição da invenção do Exemplo 2B surpreendentemente tem uma melhor resistência à abrasão e ao rasgo e, considerando os valores de histerese a 10°C, uma aderência do pneu em piso molhado previsível que é comparável, senão melhor.[00218] However, with regard to the comparative compositions of Examples 2A and 2C, the composition of the invention of Example 2B surprisingly has a better resistance to abrasion and tearing and, considering the hysteresis values at 10°C, an adhesion of the tire in predictable wet conditions that is comparable, if not better.
[00219] Além disso, a partir dos dados sobre a dispersão das sílicas na matriz elastomérica relatados acima, pode ser visto que a sílica de casca de arroz S6 selecionada aqui tem uma excelente dispersibilidade, ainda melhor do que a sílica de areia comercial S2 - definida como “altamente dispersível”, embora a sílica S6 tenha uma área superficial maior e um teor de silanol mais alto do que S2 (253 m2/g vs 173 m2/g; 4,1 mmol/g vs 2,5 mmol/g), características consideradas prejudiciais à compatibilidade da sílica com a pequena matriz elastomérica polar. Tabela 10: processabilidade . das composições do Exemplo 3 [00219] Furthermore, from the data on the dispersion of silicas in the elastomeric matrix reported above, it can be seen that the rice husk silica S6 selected here has excellent dispersibility, even better than the commercial sand silica S2 - defined as “highly dispersible”, although S6 silica has a greater surface area and higher silanol content than S2 (253 m2/g vs 173 m2/g; 4.1 mmol/g vs 2.5 mmol/g ), characteristics considered detrimental to the compatibility of silica with the small polar elastomeric matrix. Table 10: Processability. of the compositions of Example 3
[00220] A viscosidade Mooney é uma propriedade física normalmente usada para descrever a processabilidade de composições elastoméricas. No caso das sílicas convencionais testadas aqui, como pode ser visto a partir dos dados relatados na Tabela 10, há uma correlação direta entre a área superficial da sílica e os valores de viscosidade Mooney MS (expressos em Unidade MU- Mooney): quanto maior a área superficial, maiores (piores) os valores de viscosidade. Em particular, a composição elastomérica 3C contendo a sílica S3 (Zeosil Premium 200 MP, com uma área superficial alta) mostra altos valores de viscosidade Mooney MS, confirmando a difícil processabilidade em relação às outras composições 3A e 3B contendo sílicas com uma área superficial menor e a tendência de aumento da viscosidade com o aumento da área superficial.[00220] Mooney viscosity is a physical property typically used to describe the processability of elastomeric compositions. In the case of the conventional silicas tested here, as can be seen from the data reported in Table 10, there is a direct correlation between the surface area of the silica and the Mooney MS viscosity values (expressed in MU-Mooney Unit): the higher the surface area, the higher (worse) the viscosity values. In particular, the elastomeric composition 3C containing silica S3 (Zeosil Premium 200 MP, with a high surface area) shows high Mooney MS viscosity values, confirming the difficult processability in relation to the other compositions 3A and 3B containing silicas with a lower surface area. and the tendency for viscosity to increase with increasing surface area.
[00221] Em conclusão, as composições elastoméricas de acordo com a invenção, contendo sílicas específicas mais ecológicas de cascas de arroz, com alta área superficial e densidade, permitem a produção de pneus com desempenhos gerais semelhantes aos dos pneus convencionais compreendendo sílicas comerciais convencionais com alta dispersibilidade e menor área superficial, em particular pneus com resistência ao rolamento comparável, mas com vida útil mais longa devido à melhoria inesperada da resistência à abrasão e ao rasgo proporcionada por essas sílicas.[00221] In conclusion, the elastomeric compositions according to the invention, containing more environmentally friendly specific silicas from rice husks, with high surface area and density, allow the production of tires with general performances similar to those of conventional tires comprising conventional commercial silicas with high dispersibility and lower surface area, in particular tires with comparable rolling resistance but longer service life due to the unexpected improvement in abrasion and tear resistance provided by these silicas.
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