BRPI0721443A2

BRPI0721443A2 - goma de amortecimento, mÉtodo para ligar uma banda de rodagem a um pneu, pneu, produto de enchimento para reparo, mÉtodo para reparar um artigo de borracha, artigo, e, adesivo com base em borracha

Info

Publication number: BRPI0721443A2
Application number: BRPI0721443-0A
Authority: BR
Inventors: Peter D Hetzel
Original assignee: Michelin Soc Tech; Michelin Rech Et Techinique S A
Priority date: 2007-04-23
Filing date: 2007-04-23
Publication date: 2013-01-22
Also published as: CN101636285A; US20100139825A1; JP2010525139A; WO2008133676A1; EP2144765A4; EP2144765B1; EP2452833B1; CN101636285B; EP2452833A1; JP5115874B2; EP2144765A1

Abstract

GOMA DE AMORTECIMENTO, METODO PARA LIGAR UMA BANDA DE RODAGEM A UM PNEU, PNEU, PRODUTO DE ENCHIMENTO PARA REPARO, METODO PARA REPARAR UM ARTIGO DE BORRACHA, ARTIGO, E, ADESIVO COM BASE EM BORRACHA. Goma de amortecimento tendo uma borracha de dieno e entre 5 e 60 ppc de uma resina de hidrocarboneto de plastificação tendo uma temperatura de transição vítrea maior do que cerca de 20<198>C, 60<198>C ou mesmo maior do que 70<198>C e um peso molecular médio numérico menor do que 2.000. A goma de amortecimento pode compreender entre 10 e 30 ppc de resina em formas de realizações em particular. A resina de plastificação pode ser uma resina de terpeno compreendendo unidades resultantes da polimerização de limoneno, alfa pineno, beta pineno ou combinações dos mesmos; homopolímeros ou copolímeros de ciclopentadieno (CPD) ou diciclopentadieno (DCPD), homopolímeros ou copolímeros de terpeno, homopolímeros ou copolímeros de uma fração C5 e misturas dos mesmos; e/ou copolímeros de (D)CPD/vinil aromático, de (D)CPD/terpeno, de (D)CPD/fração C5, de terpeno/vinil aromático, de fração C5/vinil aromática e de combinações dos mesmos.

Description

"GOMA DE AMORTECIMENTO, MÉTODO PARA LIGAR UMA BANDA DE RODAGEM A UM PNEU, PNEU, PRODUTO DE ENCHIMENTO PARA REPARO, MÉTODO PARA REPARAR UM ARTIGO DE BORRACHA, ARTIGO, E, ADESIVO COM BASE EM BORRACHA" ANTECEDENTES DA INVENÇÃO Campo da Invenção

Esta invenção se refere geralmente a composições de borracha e mais especificamente, a composições de borracha utilizáveis para reparar e recauchutar pneus. Descrição da técnica Relacionada

O mercado para pneus pneumáticos recauchutados é quase inteiramente o mercado de caminhões. No mercado de caminhões, se espera que a carcaça de um pneu dure várias centenas de milhares de quilômetros e seja passível de ter uma nova banda de rodagem aderida a ela várias vezes. Pneus novos de caminhão são muito caros e são comprados por esse motivo com a expectativa de que seu alto custo inicial seja compensado pela vida longa de serviço da carcaça e o custo baixo comparativo da recauchutagem.

Uma variedade de procedimentos e diferentes tipos de equipamentos estão disponíveis para uso em recapeamento ou recauchutagem de pneus pneumáticos. Uma das primeiras etapas de recauchutagem de um pneu usado é a de remover o material existente na banda de rodagem da carcaça do pneu através de um procedimento de lichamento conhecido como desbaste. Em seguida uma camada do que é conhecido como "Goma de amortecimento" é aplicada à carcaça. Esta camada de goma não curada extrusada pode ser costurada ou ligada adesivamente à carcaça. Em seguida, uma camada de banda de rodagem é aplicada no topo da camada de goma de amortecimento.

No processo de recapeamento a frio, a banda de rodagem é borracha curada e tem um padrão de banda de rodagem já impresso em sua superfície externa. O pneu é então colocado em uma autoclave e aquecido sob pressão por um tempo apropriado para induzir a cura da camada de goma, desse modo ligando a camada de goma a banda de rodagem e a carcaça para se assegurar de que a banda de rodagem fique no lugar.

Nos processos de recapeamento a quente, a banda de rodagem é borracha não curada que não tem um padrão de banda de rodagem. O pneu é então colocado em um molde de pneu e aquecido sob pressão por um tempo apropriado para curar a camada de goma e a banda de rodagem, desse modo ligando a camada de goma a banda de rodagem e a carcaça para se assegurar de que a banda de rodagem fique no lugar. O termo "cura" se refere a formação de reticulações entre as moléculas de elastômero no composto de borracha. SUMÁRIO DA INVENÇÃO

Formas de realizações em particular da presente invenção incluem composições de borracha de dieno tendo uma resina de hidrocarboneto de plastificação, métodos para seu uso e artigos contendo tais composições de borracha de dieno.

Uma forma de realização inclui uma goma de amortecimento para ligar uma banda de rodagem de pneu a uma carcaça de pneu, a goma de amortecimento tendo uma borracha de dieno e entre 5 e 60 ppc (partes por cem partes de borracha em peso) de uma resina de hidrocarboneto de plastificação tendo uma temperatura de transição vítrea maior do que 20°C e um peso molecular médio numérico menor do que 2.000. A temperatura de transição vítrrea pode ser maior do que 60°C ou ainda maior do que 70°C em formas de realizações em particular. A goma de amortecimento pode compreender entre 10 e 30 ppc da resina em formas de realizações em particular.

A resina de plastificação pode ser uma resina de terpeno compreendendo unidades resultantes da polimerização de limoneno, alfa pineno, beta pineno ou combinações dos mesmos; homopolímeros ou copolímeros de ciclopentadieno (CPD) ou diciclopentadieno (DCPD), homopolímeros ou copolímeros de terpeno, homopolímeros ou copolímeros de uma fração C5 e misturas dos mesmos; e/ou copolímeros de (D)CPD/vinil aromático, de (D)CPD/terpeno, de (D)CPD/fração C5, de terpeno/vinil aromático, de fração C5/vinil aromático e de combinações dos mesmos.

Formas de realizações em particular da presente invenção

incluem ainda métodos para ligar uma banda de rodagem a um pneu compreendendo as etapas de aplicação de quaisquer das gomas de amortecimento tendo as resinas hidrocarboneto de plastificação descritas acima a uma superfície de ligação de uma banda de rodagem, a uma superfície de ligação externa de uma carcaça de pneu ou combinações dos mesmos.

Formas de realizações em particular da presente invenção incluem um pneu tendo uma banda de rodagem ligada ao mesmo usando o método descrito acima para ligar uma banda de rodagem de pneu a uma carcaça de pneu.

Formas de realizações em particular da presente invenção

incluem um produto de enchimento para reparo e método de seu uso para reparar um pneu enchendo uma área de reparo com o produto de enchimento para reparo. O produto de enchimento para reparo é qualquer das composições de borracha tendo as resinas hidrocarbonetos de plastificação descritas acima. Em formas de realizações em particular, a borracha de dieno do produto de enchimento para reparo é entre 50 ppc e 80 ppc borracha natural e entre 20 ppc e 30 ppc de uma borracha sintética selecionada dentre borracha de polibutadieno, estireno/butadieno ou combinações das mesmas.

Formas de realizações em particular da presente invenção incluem um adesivo com base em borracha e métodos para seu uso para ligar um remendo a um artigo de borracha, o adesivo com base em borracha sendo qualquer das composições de borracha tendo as resinas hidrocarboneto de plastificação descritas acima.

O precedente, e outros objetivos, características e vantagens da invenção serão aparentes a partir das descrições mais detalhadas seguintes das formas de realizações em particular da invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DE FORMAS DE REALIZAÇÕES EM PARTICULAR

Formas de realizações em particular da presente invenção

incluem uma goma de amortecimento para ligar a banda de rodagem de um pneu a uma carcaça de pneu. Outras formas de realização incluem, por exemplo, um adesivo com base em borracha para ligar um remendo de reparo ao interior de um pneu ou a outro artigo de borracha a ser reparado e um produto de enchimento para reparo para encher um sulco ou outra área danificada de um pneu ou outro artigo de borracha. A composição de borracha pode estar em uma forma curada ou não curada; por exemplo, um pneu recauchutado tem uma banda de rodagem que é apropriadamente ligada à carcaça do pneu somente depois que a camada de goma de amortecimento entre a banda de rodagem e a carcaça tenha sido curada.

Uma primeira forma de realização da presente invenção inclui uma goma de amortecimento que é utilizável para ligar uma banda de rodagem de pneu a uma carcaça de pneu. Embora tipicamente a ligação de uma banda de rodagem de pneu a uma carcaça de pneu seja parte de um processo de recauchutagem, a invenção pode ser usada apropriadamente para ligar uma banda de rodagem a uma nova carcaça de pneu. A goma de amortecimento inclui uma borracha de dieno e uma resina de hidrocarboneto de plastificação. Uma resina de hidrocarboneto de plastificação é um composto hidrocarboneto que é sólido em temperatura ambiente (por exemplo, 23°C) ao contrário de um composto de plastificação líquido, tal como, um óleo plastificante. Adicionalmente, uma resina de hidrocarboneto de plastificação é compatível, isto é, miscível com a composição de borracha com a qual a resina é misturada com uma concentração que permite que a resina aja como um verdadeiro agente de diluição, por exemplo, com uma concentração que é tipicamente pelo menos 5 ppc (partes por cem partes de borracha em peso).

Resinas hidrocarboneto de plastificação são polímeros que podem ser alifáticos, aromáticos ou combinações destes tipos, significando que a base polimérica da resina pode ser formada a partir de monômeros alifáticos e/ou aromáticos. Estas resinas podem ser de materiais naturais ou sintéticos e podem ser com base em petróleo ou não, caso em que as resinas podem ser chamadas de resinas plastificantes de petróleo. Em formas de realizações em particular, embora não limitando a invenção, estas resinas podem conter somente essencialmente hidrogênio e átomos de carbono.

Formas de realizações em particular da presente invenção incluem o uso de uma resina de hidrocarboneto de plastificação, que inclui pelo menos uma, se não todas, das características físicas seguintes: uma temperatura de transição vítrea (Tg) maior do que 20°C, um peso molecular médio numérico (Mn) de entre 400 e 2000 g/moles e/ou um índice de polidispersidade (Ip) menor do que 3, em que o índice de polidispersidade Ip = Mw/Mn, em que Mw é o peso molecular médio numérico. Outras formas de realizações podem usar uma resina de hidrocarboneto de plastificação que inclui pelo menos uma das características físicas seguintes: uma Tg maior do que 30°C, um peso molecular médio numérico de entre 500 e 1500 g/moles e/ou um índice de polidispersidade menor do que 2. Outras formas de realizações podem usar ainda uma resina tendo uma Tg maior do que cerca de 50°C, 60°C ou ainda acima de 70°C.

A Tg é medida por um meio conhecido através de um calorímetro de varredura diferencial de acordo com o ASTM D3418 (1999). Adicionalmente, a macro estrutura (Mw, Mn e Ip) da resina de hidrocarboneto de plastificação pode ser determinada através de cromatografia de exclusão por tamanho (SEC). A cromatografia de exclusão por tamanho torna possível separar fisicamente macromoléculas de acordo com seu tamanho no estado intumescido em colunas recheadas com uma fase estacionária porosa. As macromoléculas são separadas através de seu volume hidrodinâmico, a parte mais volumosa sendo eluída primeiro. Embora não um método absoluto, a SEC permite que seja feita uma avaliação da distribuição do peso molecular das resinas.

Um método de SEC aceitável inclui solubilizar uma amostra

de resina em tetrafurano, com uma concentração de cerca de 1 g/l. O aparelho usado é um cromatrógrafo "WATERS modelo Alliance 2690". O solvente de eluição é tetrafurano (fase móvel), a taxa de fluxo é 1 ml/min., a temperatura do sistema é 35°C e a duração da análise é 40 mm. Um conjunto de três colunas em séries, tendo os respectivos nomes comerciais "WATERS tipo STYRAGEL HR4E" (coluna com leito misto), "WATERS tipo STYRAGEL HRl" (de uma porosidade de 100 Angstrom) e "WATERS STYRAGEL HR0.5" (de uma porosidade de 50 Angstrom) é usado para a fase estacionária. O volume injetado de solução de cada amostra de resina é 100 μΐ. O detector é um refractômetro diferencial "WATERS modelo 2410" e o programa para processamento dos dados de cromatografia é o sistema "WATERS MILLENIUM" (versão 3-2).

As resinas hidrocarboneto de plastificação utilizáveis em formas de realizações em particular da presente invenção incluem aquelas que são homopolímeros ou copolímeros de ciclopentadieno (CPD) ou diciclopentadieno (DCPD), homopolímeros ou copolímeros de terpeno, homopolímeros ou copolímeros de uma fração C5 e misturas dos mesmos.

O termo "fração C5", ou, por exemplo, "fração C8 a Ci0", como usado aqui é entendido como significando qualquer fração tomada a partir de um processo petroquímico ou a partir de um processo de refinamento de petróleo, por exemplo, qualquer fração de destilação compreendendo predominantemente compostos tendo 5 (ou respectivamente de 8 a 10 no caso de uma fração C8 a Ci0) átomos de carbono. Estes cortes ou frações podem ser obtidos através de qualquer processo químico conhecido na indústria petroquímica e de petróleo. Exemplos não limitativos podem incluir processos de craqueamento a vapor de nafta ou o craqueamento catalítico de fluido das alimentações para produção de gasolina, incluindo combinar tais processos com qualquer tratamento químico possível para a conversão destas frações tais como hidrogenação e desidrogenação.

Tal copolímero de resinas hidrocarboneto de plastificação como discutidos geralmente acima, pode incluir, por exemplo, resinas feitas de copolímeros de (D)CPD/vinil aromático, de (D)CPD/terpeno, (D)CPD/fração C5, de terpeno/vinil aromático, de fração C5/vinil aromático e de combinações dos mesmos.

Monômeros de terpeno utilizáveis para as resinas de copolímero e homopolímero de terpeno incluem alfa-pineno, beta-pineno e limoneno. Formas de realizações em particular incluem polímeros dos monômeros de limoneno que incluem três isômeros: o L-Iimoneno (enantiômero levorrotatório), o D-Iimoneno (enantiômetro dextrorotatório), ou mesmo o dipenteno, uma mistura racêmica dos enantiômeros

levorrotatórios e dextrorrotatórios.

Exemplos de monômeros vinis aromáticos incluem estireno, alfa-metilestireno, orto-, meta-, para-metilestireno, vinil-tolueno, para- tertiobutilestireno, metóxiestirenos, cloroestirenos, vinil-mesitileno, divinil benzeno, vinilnaftaleno, qualquer monômero vinil-aromático vindo de uma fração C9 (ou, mais geralmente, de uma fração C8 a Ci0). Formas de realizações em particular que incluem um copolímero vinil-aromático incluem o vinil- aromático no monômero em minoria, expresso em fração molar, no copolímero. Formas de realizações em particular da presente invenção

incluem como resina de hidrocarboneto de plastificação as resinas de homopolímeros de (D)CPD, as resinas de copolímeros de (D)CPD/estireno, as resinas de polilimoneno, as resinas de copolímeros limoneno/estireno, as resinas de copolímeros de limoneno/(D)CPD, as resinas de copolímeros de fração C5/estireno, as resinas de copolímeros de frações C5IC9, e misturas dos mesmos.

Resinas de plastificação comercialmente disponíveis que incluem resinas de terpeno apropriadas para uso na presente invenção incluem a resina polialfapineno vendida sob o nome de Resina R2495 pela Hercules Inc. of Wilmington, DE. A resina R2495 tem um peso molecular de cerca de 932, um ponto de amolecimento de cerca 135°C e uma temperatura de transição vítrea de cerca de 910C. Outro produto comercialmente disponível que pode ser usado na presente invenção inclui DERCOLYTE L120 vendido pela companhia DRT da França. A resina de politerpeno-limoneno DERCOLYTE L120 tem um peso molecular médio numérico de cerca de 625, um peso molecular médio ponderai de cerca de 1010, um Ip de cerca de 1,6, um ponto de amolecimento de cerca de 119°C e tem uma temperatura de transição vítrea de cerca de Il0C. Ainda outra resina de terpeno comercialmente disponível que pode ser usada na presente invenção inclui a resina de polilimoneno SYLVARES TR 7125 e/ou SYLVARES TR 5147 vendida pela Arizona Chemical Company of Jacksonville, FL. A resina de polilimoneno SYLVARES 7125 tem um peso molecular de cerca de 1090, tem um ponto de amolecimento de cerca de 125°C, e tem uma temperatura de transição vítrea de cerca de 73°C enquanto a SYLVARES TR 5147 tem um peso molecular de cerca de 945, um ponto de amolecimento de cerca de 120°C e tem uma temperatura de transição vítrea de cerca de 710C.

Outras resinas de hidrocarboneto apropriadas que estão comercialmente disponíveis incluem copolímero de estireno vinil- aromático/fração C5, notavelmente fração C5/estireno ou fração C5ZC9 da Neville Chemical Company sob os nomes de SUPER NEVTAC 78, SUPER NEVTAC 85 e SUPER NEVTAC 99; da Goodyear Chemical sob o nome de WINGTACK EXTRA; da Kolon sob os nomes de HIKOREZ T1095 e HIKOREZ Tl 100; e da Exxon sob os nomes de ESCOREZ 2101 e ECR 373.

Ainda outras resinas hidrocarboneto de plastificação que são resinas de copolímero limoneno/estireno que estão comercialmente disponíveis incluem DERCOLYTE TS 105 da DRT da France; e da Arizona Chemical Company sob o nome de ZTl 15LT e ZT5100.

As resinas hidrocarboneto de plastificação, por exemplo, uma resina de terpeno, estão presentes na goma de amortecimento e outras composições de borracha incluídas na presente invenção por várias razões, que incluem, por exemplo, sem limitar a invenção, melhoramento da processabilidade da composição através da diminuição da viscosidade da composição e substituição de pelo menos uma porção de óleo plastificante, tipicamente encontrado em composições apropriadas para uso como uma goma de amortecimento, material de reparo e adesivos com base em borracha que podem ser usados em ou com pneus e outros artigos de borracha. Surpreendentemente, o uso de uma resina de hidrocarboneto de plastificação tal como, por exemplo, a resina de terpeno na composição de goma de amortecimento tem provido uma composição de borracha com baixa viscosidade que provê características físicas muito melhoradas incluindo resistência a rasgamento, resistência à fadiga com falha e resistência à propagação de fendas por fadiga. Vantajosamente e muito surpreendentemente, estas características físicas melhoradas são obtidas em composições de borracha tendo uma quantidade reduzida de óleo plastificante.

Formas de realização em particular da presente invenção que incluem a goma de amortecimento, material de enchimento para reparos e o material adesivo com base em borracha para ligar um remendo de reparo todos tem viscosidades entre 15 e 50 Money (I + 4) a 100°C. Formas de realização em particular da presente invenção

incluem uma resina de terpeno que tem uma temperatura de transição vítrea relativamente alta. Por exemplo, a temperatura de transição vítrea da resina de terpeno pode ser maior do que cerca de 50°C, e pode ser maior do que cerca de 60°C, ou ainda maior do que 70°C. A resina de terpeno ou outra resina de hidrocarboneto de plastificação deveria ter ainda um ponto de amolecimento que fosse compatível com o processamento de outros materiais contidos na composição. Por exemplo, quando formando uma composição de elastômero apropriada para uso como uma goma de amortecimento ou material de reparo, a resina de terpeno é misturada, aquecida, e fundida com os outros componentes na composição. Por esse motivo, a resina de hidrocarboneto de plastificação deveria ter um ponto de amolecimento que fosse menor do que a temperatura na qual os outros ingredientes na composição, tal como elastômero, começam a se degradar e quebrar e deveria ser ainda menor do que a temperatura na qual a mistura será gotejada para assegurar uma misturação adequada. Embora não significando limitar a invenção, um ponto de amolecimento típico máximo para uso nas composições de borracha pode ser cerca de 170°C. Outras formas de realizações podem incluir uma resina de hidrocarboneto de plastificação, incluindo resinas de terpeno, tendo um ponto de amolecimento de entre 90° e 150°C ou entre 110 e 130°C. Como usado aqui, o ponto de amolecimento é determinado pelo método "Anel e Bola" tal

como descrito em ASTM E-28.

A quantidade de resina de hidrocarboneto de plastificação utilizável em qualquer forma de realização em particular da presente invenção depende das circunstâncias em particular e do resultado desejado. No geral, por exemplo, a resina de hidrocarboneto de plastificação pode estar presente na composição em uma quantidade entre cerca de 5 e cerca de 60 ppc ou alternativamente, entre cerca de 5 e cerca de 30 ppc. Por exemplo, em uma forma de realização, a resina pode estar presente na composição em uma quantidade entre cerca de 5 ppc e 20 ppc, em outra entre cerca de 5 e cerca de 40 ppc e em outra, entre cerca de 10 e cerca de 30 ppc ou entre cerca de 10 e cerca de 60 ppc.

Os elastômeros de borracha de dieno que são apropriados para uso em formas de realizações da presente invenção são entendidos como sendo aqueles elastômeros resultantes pelo menos em parte, isto é, um homopolímero ou um copolímero, de monômeros de dieno, isto é, monômeros tendo duas ligações duplas carbono-carbono, quer conjugados ou não.

Formas de realizações em particular da presente invenção usam essencialmente elastômeros de dieno insaturados, que é entendido aqui como significando elastômeros resultantes pelo menos em parte de monômeros de dieno conjugados, tendo um teor de membro ou unidades de origem de dieno (dienos conjugados) que é maior do que 15 moles%. Dentro da categoria de elastômeros de dieno essencialmente insaturados, elastômeros de dieno altamente insaturados é entendido como significando aqui elastômeros tendo um teor de unidades de origem de dieno (dieno conjugado)

que é maior do que 50% em mol.

Exemplos de dienos apropriados incluem polibutadienos,

poliisoprenos, borracha natural, copolímeros de butadieno, copolímeros de isopreno e misturas dos mesmos. Copolímeros apropriados incluem, por exemplo, copolímeros de butadieno-estireno, copolímeros de butadieno- isopreno, copolímeros de isopreno-estireno, copolímeros de isopreno-

butadieno-estireno.

Uma forma de realização em particular da presente invenção

pode conter um único elastômero de dieno ou uma mistura de vários elastômeros de dieno, o elastômero ou elastômeros de dieno possivelmente sendo usados em associação com qualquer tipo de elastômero sintético diferente de um elastômero de dieno, ou mesmo com polímeros diferentes de elastômeros, por exemplo, polímeros termoplásticos. Formas de realizações em particular da presente invenção

utilizáveis como a goma de amortecimento ou adesivo com base em borracha para ligar um remendo a um artigo de borracha pode compreender entre 80 e 100 ppc de borracha natural e entre 0 e 20 ppc de borracha sintética. A borracha sintética é tipicamente selecionada, embora não significando limitar a invenção, dentre borracha de polibutadieno, estireno-butadieno ou combinações das mesmas.

Formas de realizações em particular da presente invenção utilizáveis como produto de enchimento para reparo podem compreender entre 40 ppc a 100 ppc de borracha natural ou alternativamente, entre 50 ppc e 80 ppc de borracha natural. A borracha natural é em seguida tipicamente misturada com borracha sintética que é tipicamente selecionada, embora não significando limitar a invenção, dentre borracha de polibutadieno, estireno- butadieno ou combinações das mesmas. A borracha sintética pode estar na faixa entre 0 e 60 ppc ou alternativamente entre 20 ppc e 50 ppc do produto

de enchimento para reparo.

Formas de realizações em particular da presente invenção que são composições de borracha utilizáveis como uma goma de amortecimento, produto de enchimento para reparo, adesivo com base em borracha e outras composições de borracha que incluem a resina de hidrocarboneto de plastificação podem incluir ainda cargas de reforço tal como negro de fiimo, chamadas cargas inorgânicas ou brancas ou combinações dos mesmos. A carga inorgânica ou branca usada como carga de reforço pode constituir todo ou somente parte da carga de reforço total, neste último caso associado, por

exemplo, com negro de fumo.

No presente pedido "carga de reforço inorgânica" de uma maneira conhecida, é entendido como significando uma carga mineral ou inorgânica, seja qual for sua cor e sua origem (natural ou sintética), também referido como carga "branca" ou algumas vezes carga "translúcida" em contraste com negro de fumo. Esta carga inorgânica é capaz, por si mesma, sem quaisquer meios, diferente de um agente de copulação intermediário, de reforçar uma composição de borracha planejada para a fabricação de pneus, isto é, é capaz de substituir todo ou pelo menos uma porção de uma carga de negro de fumo convencional do tipo de pneu em sua função de reforço. A carga de reforço inorgânica pode ser uma carga mineral do tipo aluminoso ou silicioso ou uma mistura destes dois tipos de carga. O estado físico em que a carga de reforço inorgânica está presente pode ser, por exemplo, sem limitar a invenção, na forma de um pó, micro-pérolas, grânulos, bolas ou combinações dos mesmos. Claro que, "carga de reforço inorgânica" é também entendido como significando misturas de diferentes cargas de reforço inorgânicos, em particular de cargas de aluminosos e/ou siliciosos

altamente dispersíveis.

Como observado acima, negro de fumo pode ser usado sozinho ou em combinação com as cargas inorgânicas. Qualquer negro de fumo é utilizável para as composições de borracha da presente invenção à medida que ele seja apropriado para a aplicação em particular. Negros de fumo apropriados que podem ser usados em formas de realizações em particular da presente invenção incluem os negros do tipo HAF, ISAF e SAF, que são usados convencionalmente em pneus, e particularmente em bandas de rodagem para estes pneus. Como exemplos não limitativos de tais negros, podem ser mencionados os negros Nl 15, Nl34, N234, N339, N347, N375, e as séries 600, incluindo, mas não limitado a, N630, N650 e N660. A quantidade de negro de fiimo presente na carga de reforço total pode variar dentro de limites amplos, por exemplo, entre 5 e 100 ppc ou entre 20 e 80 ppc ou entre 30 e 70 ppc. Alternativamente, como conhecido na técnica, o negro de fumo pode ser adicionado à composição de borracha sem a adição de

uma carga de reforço inorgânica.

Além do elastômero de borracha e carga de reforço, formas de realizações em particular da composição de borracha podem incluir ainda todo ou parte dos aditivos que tipicamente podem ser usados em composições de borracha planejadas para uso como goma de amortecimento, material de enchimento para reparo, adesivo com base em borracha ou outros artigos contendo borracha. Tais aditivos podem incluir, por exemplo, plastificantes, óleos expansores, pigmentos agentes de proteção que incluem antioxidantes e antiozonantes. Para formas de realizações que incluem materiais não curados, a composição de borracha pode incluir ainda um sistema de reticulação com base ou em enxofre ou em enxofre e/ou peróxido e/ou doadores de bismaleimida, aceleradores de vulcanização, ativadores de vulcanização, e

assim por diante. Eles podem também ser associados com a carga de reforço inorgânica, se necessário, uma carga branca de não reforço convencional, tais como, por exemplo, partículas de argila, bentonita, talco, giz, caulim, ou

óxidos de titânio.

Formas de realizações da composição de borracha podem

incluir pelo menos um óleo plastificante extraído de petróleo do, por exemplo, tipo parafínico, aromático ou naftênico, em uma quantidade de entre O ppc e 60 ppc ou alternativamente entre 0 ppc e 35 ppc ou entre 0 ppc e 30 ppc ou entre 0 ppc e 20 ppc ou entre 0 e 15 ppc ou entre 0 e 10 ppc. Vantajosamente a composição de borracha pode ser totalmente destituída de óleo plastificante

extraído de petróleo.

Formas de realizações em particular das composições de

borracha tendo a resina de hidrocarboneto de plastificação são utilizáveis para a reparação de pneus. Um pneu ou outro artigo compreendendo uma superfície de elastômero pode ser reparado enchendo um furo, corte, talho,

sulco ou outra abertura no artigo com o produto de enchimento para reparo com base na composição de borracha descrita aqui. A composição de borracha tendo a resina de hidrocarboneto de plastificação pode ser usada também como um adesivo com base em borracha para ligar um remendo ao interior de um pneu para um reparo do pneu ou a outros artigos de borracha.

Pneus de carro de passeio, pneus de caminhão, pneus de motocicleta, pneus off-road e outros tipos de pneus podem ser reparados ou remendados usando as formas de realização das composições de borracha tendo as resinas

hidrocarboneto de plastificação com descritas aqui.

Formas de realizações em particular da presente invenção, por esse motivo incluem pneus ou outros artigos tendo superfícies elastoméricas a serem ligadas e/ou reparadas com a goma de amortecimento, o produto de enchimento para reparo ou o adesivo com base em borracha para segurar um remendo. No caso de um pneu tendo um corte, fenda, furo ou sulco, a área a ser reparada é tipicamente preparada através da remoção do material perdido da superfície e limpando a superfície dentro e ao redor da área danificada. A preparação pode incluir o desbaste da superfície interior do sulco, corte ou fenda através de qualquer tratamento ou aparelho convencional. O produto de enchimento para reparo é usado para encher o corte, fenda, furo ou sulco que possa aparecer, por exemplo, em uma parede lateral do pneu. Da mesma forma, o adesivo com base em borracha pode ser usado para ligar um

remendo a uma área de reparo do pneu.

A composição de borracha tendo a resina de hidrocarboneto de plastificação usada para reparar ou remendar o pneu é em seguida curada de

uma forma conhecida.

As composições de borracha que são formas de realizações da

presente invenção são produzidas em misturadores apropriados, de uma

maneira conhecida para os versados na técnica, usando tipicamente duas fases

sucessivas de preparação, uma primeira fase de trabalho termo mecânico em

temperatura alta, seguido por uma segunda fase de trabalho mecânico em

temperatura mais baixa.

A primeira fase de trabalho termo-mecânico (algumas vezes

referida como fase "não produtiva") é planejada para misturar completamente,

através de misturação, os vários ingredientes da composição, com a exceção

do sistema de vulcanização. Ela é realizada em um dispositivo de misturação

apropriado, tais como um misturador interno ou uma extrusora, até que, sob a

ação do trabalho mecânico e o alto cisalhamento imposto na mistura, uma

temperatura máxima, geralmente entre 120°C e 190°C, mas estreitamente

entre 13 O0C e 160°C é alcançada. Esta primeira fase pode ela mesma compreender um único ou vários estágios de trabalho termo-mecânico, separados, por exemplo, por um ou mais estágios intermediários de resfriamento. Os vários ingredientes da composição, elastômero(s), resina de hidrocarboneto de plastificação, carga de reforço e seu agente de copulação, e os vários outros componentes ("aditivos") podem ser incorporados no misturador em uma ou mais etapas, ou durante o primeiro estágio termo-mecânico, ou escalonados durante os vários estágios termo-mecânicos, se aplicável. A duração total deste trabalho termo-mecânico (tipicamente entre 1 e 20 minutos, por exemplo, entre 2 e 8 minutos) é selecionada de acordo com as condições de operação específicas, em particular a temperatura máxima selecionada, a natureza e volume dos constituintes, a coisa mais importante sendo que uma boa dispersão dos vários ingredientes que interagem é obtida na matriz elastomérica, por esse motivo permitindo primeiramente o bom processamento da composição no estado não reagido, em seguida um nível suficiente de reforço, depois da cura, através da carga de reforço e seu agente de copulação intermediário.

Depois do resfriamento a mistura, uma segunda fase de trabalho mecânico é implementada com uma temperatura mais baixa. Algumas vezes referida como fase "produtiva", esta fase de acabamento consiste na incorporação através de misturação do sistema de vulcanização (ou reticulação) (enxofre ou outro agente de vulcanização e acelerador(s)), em um dispositivo apropriado, por exemplo, um moinho aberto. Ela é realizada por um tempo apropriado (tipicamente entre 1 e 30 minutos, por exemplo, entre 2 e 10 minutos) e com uma temperatura suficientemente baixa (tipicamente menos do que 120°C, por exemplo, entre 60°C e IOO0C), em todos os casos mais baixa do que a temperatura de vulcanização da mistura, a fim de proteger contra uma vulcanização prematura (ressecamento). O segundo estágio de misturação pode ser feito ou em um moinho ou um misturador Banbury. O composto de borracha de acordo com a invenção pode ser incorporado na composição de borracha ou no primeiro ou no segundo

estágio de misturação.

Formas de realizações em particular da presente invenção

incluem as composições de borracha e artigos feitos das mesmas em ambos os estados, "não curado" (isto é, antes da cura) e no estado vulcanizado ou "curado" (isto é, depois da reticulação ou vulcanização).

A invenção é ainda ilustrada através dos exemplos seguintes, que são para ser considerados somente como ilustrações e não limitativos da invenção de qualquer forma. As propriedades das composições descritas nos

exemplos foram avaliadas como descrito abaixo.

Plasticidade Mooney (ML 1 + 4): A plasticidade Mooney é medida de acordo com o padrão ASTM DI1646-04. No geral, a composição em um estado não curado é moldada em um invólucro cilíndrico e aquecida a IOO0C. Depois de 1 minuto de pré-aquecimento, o rotor gira dentro de uma amostra de teste a 2 rpm, e o torque usado para manter este movimento é medido depois de 4 minutos de rotação. A plasticidade Mooney é expressa em "unidades Mooney" (MU, com 1 MU = 0,83 Newton-metro).

Resistência a rasgamento: Para determinar a resistência ao rasgamento, amostras de teste foram cortadas a partir de uma placa curada com uma espessura de aproximadamente 2,5 mm. Entalhes (perpendiculares à direção do teste) foram criados nas amostras antes do teste. A força e alongamento de ruptura foram medidas usando um sistema de Teste Uniaxial Instron 5565. A velocidade do cabeçote cruzado era 500 mm/min. Amostras foram testadas em temperatura ambiente e a 60°C e a IOO0C. Os resultados foram calculados como o índice de resistência a rasgamento sendo igual à força de ruptura (Mpa) *% de alongamento de ruptura. Quanto mais alto o índice para um material, menos suscetível é o material ao rasgamento.

Fadiga com falha: O teste de fadiga com falha cíclica foi conduzido em amostras de testes curadas que foram moldadas na forma retangular, 65 mm X 10 mm. Uma falha de 1 mm foi cortada no centro da amostra de teste antes do teste. O teste foi conduzido em temperatura ambiente impondo um esforço cíclico de entre 0% e 60% nos pedaços de teste. O número total de ciclos para falha foi registrado para cada amostra de

teste como a medição de fadiga com falha.

Propagação de rachadura por fadiga: O teste de propagação de rachadura por fadiga cíclica foi conduzido nas amostras curadas. Os pedaços de teste tinham uma largura grande para uma relação de altura de cerca de 12 para prover uma geometria quase pura da amostra de cisalhamento. O sistema experimental incluía um Sistema de Teste de Elastômero MTS 831, uma unidade de energia hidráulica, uma câmara ambiental circundando o recipiente da amostra, um osciloscópio digital para monitorar os dados de esforço e resistência e um microscópio óptico para medir comprimentos de fendas. Durante o teste as amostras foram solicitadas usando uma forma de onda modelada haversine. Inicialmente, uma amostra acomodada foi solicitada em todos os níveis de esforço de interesse para gerar dados de esforço versus carga. Estes dados foram usados para determinar a taxa de liberação de energia de esforço em cada nível de esforço de interesse. Em seguida, cortes foram feitos ao longo da linha do centro da amostra de teste. Os comprimentos destes cortes foram monitorados durante a solicitação para determinar as taxas médias de crescimento de fendas. Estas taxas são

registradas para cada amostra.

As referências seguintes são utilizáveis para informação de

propagação de rachadura por fadiga: D.G. Young, "Dynamic Property and Fatigue Crack Propagation Research on Tire Sidewall and Model compounds", Rubber Chemistry and Technology, 58, 785 (1985) e 2) D.G. Young, "Application of Fatigue Methods Based on Fractures Mechanics for Tire Compound Development", Rubber Chemistry and Technology, 63, 567 (1990). Exemplo 1

Formulações de elastômeros foram preparadas usando os componentes mostrados na Tabela 1 e usando procedimentos bem conhecidos para os versados na técnica. A quantidade de cada componente compondo as formulações de elastômero mostradas na Tabela 1 é provida em partes por cem partes de borracha em peso (ppc) de elastômero. O negro de fumo era N347. A resina de terpeno usada era SYLVARES TR-5147, uma resina de limoneno disponível na Arizona Chemical, Savannah, GA. O óleo era nafitênico.

As formulações de elastômero foram preparadas misturando os

componentes dados na Tabela 1, exceto para o enxofre e os aceleradores, em um misturador Banbuiy operando a 55-65 RPM até que uma temperatura de entre 155 e 170°C fosse alcançada. O enxofre e os aceleradores foram adicionados no moinho. A vulcanização foi realizada a 125°C por 40 minutos. As formulações foram em seguida testadas para medir suas propriedades físicas.

Tabela 1 - Propriedades Físicas da Composição de borracha tendo Resina

Composição de Elastômero Prova El Borracha natural 100 100 Negro de Fumo N347, ppc 55 55 Oleo, ppc 30 15 Resina de terpeno, ppc 0 15 Óxido de Zinco, ppc 5 5 Ácido Esteárico, ppc 1 1 Anti-degradantes, ppc 3 3 Enxofre, ppc 2,8 2,8 Resina Promotora de Pegajosidade, ppc 3 3 Aceleradores, ppc 1,9 1,9 Propriedades Medidas índice de Resistência a Rasgamento, (ambiente) 182 299 índice de Resistência a Rasgamento, (60°C) 100 166 índice de Resistência a Rasgamento, (IlO0C) 94 121 Fadiga com falha, ciclos para falha 132,658 161,375 Taxa de Propagação de Fendas por Fadiga @ 400 J/m2, nm/ciclo 12,1 9,8 Taxa de Propagação de Fendas por Fadiga @ 1000 J/m2, nm/ciclo 415 167 Viscosidade, Mooney (1 + 4) a IOO0C 31 34 Como pode ser visto através dos resultados da Tabela 1, a composição de borracha El tendo a resina de politerpeno pode ser caracterizada, muito surpreendentemente, como tendo propriedades físicas significantemente melhoradas com relação à resistência a rasgamento, fadiga com falha e taxa de propagação de rachadura por fadiga quando comparada com a composição de borracha que não tinha nenhuma resina de politerpeno. Além disso, e novamente muito surpreendentemente, estes resultados foram alcançados com uma redução de óleo plastificante nas composições de borracha.

Os termos "compreendendo", "incluindo", e "tendo", como usados aqui na especificação e reivindicações, devem ser considerados como indicando um grupo aberto que pode incluir outros elementos não especificados. O termo "consistindo essencialmente de", como usado aqui na especificação e reivindicações, devem ser considerados como indicando um grupo parcialmente aberto que pode incluir outros elementos não especificados, à medida que estes outros elementos não alterem materialmente as características novas e básicas da invenção reivindicada. Os termos "um", "uma", e as formas singulares das palavras devem ser entendidas como incluindo a forma no plural das mesmas palavras, de modo que os termos signifiquem que um ou mais de alguma coisa é provido. Os termos "pelo menos um" e "um ou mais" são usados intercambialmente. O termo "um" ou "único" deve ser usado para indicar que um e somente um de alguma coisa é planejado. Similarmente, outros valores específicos de números inteiros, tal como "dois" são usados quando um número específico de coisas é planejado. Os termos "preferivelmente", "preferido", "prefere", "opcionalmente", "pode", e termos similares são usados para indicar que um item, condição ou etapa sendo referida é uma característica (não exigida) opcional da invenção. Taxas que são descritas como sendo "entre a e b" estão incluindo os valores para "a" e "b". Deveria ser entendido a partir da descrição antecedente que várias mudanças e modificações podem ser feitas para as formas de realizações da presente invenção sem se desviar de seu espírito verdadeiro. A descrição antecedente é provida com o objetivo de somente ilustrar e não deve ser entendida em um sentido limitativo. Somente a linguagem das reivindicações seguintes deve limitar o escopo desta invenção.

Claims

1. Goma de amortecimento para ligar uma banda de rodagem de pneu a uma carcaça de pneu, caracterizada pelo fato de que a goma de amortecimento compreende: uma borracha de dieno altamente insaturado; e entre 5 e 60 ppc de uma resina de terpeno de plastificação tendo uma temperatura de transição vítrea maior do que cerca de 20°C e um peso molecular médio numérico menor do que 2.000.

2. Goma de amortecimento de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a resina de terpeno de plastificação resulta da polimerização de limoneno, alfa pineno, beta pineno ou combinações dos mesmos.

3. Goma de amortecimento de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a resina de terpeno de plastificação é selecionada dentre copolímeros de ciclopentadieno, diciclopentadieno, estireno e combinações dos mesmos.

4. Goma de amortecimento de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a temperatura de transição vítrea da resina é maior do que cerca de 60°C.

5. Goma de amortecimento de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a temperatura de transição vítrea da resina é maior do que cerca de 70°C.

6. Goma de amortecimento de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a goma de amortecimento inclui entre 10 e 30 ppc de resina.

7. Método para ligar uma banda de rodagem a um pneu, caracterizado pelo fato de que compreende: aplicar a goma de amortecimento como definido na reivindicação 1 para uma superfície de ligação de uma banda de rodagem, para uma superfície de ligação externa de uma carcaça de pneu ou combinações das mesmas; colocar a superfície de ligação da banda de rodagem sobre a superfície de ligação externa de uma carcaça de pneu com a goma de amortecimento entre as mesmas.

8. Método de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de compreender adicionalmente: curar a goma de amortecimento depois da etapa de colocação da superfície de ligação da banda de rodagem sobre a superfície de ligação externa da carcaça do pneu com a goma de amortecimento entre as mesmas.

9. Pneu, caracterizado pelo fato de que compreende: uma banda de rodagem ligada a uma carcaça de pneu através de uma camada da goma de amortecimento como definida na reivindicação 1.

10. Produto de enchimento para reparo, caracterizado pelo fato de ser para reparar um pneu enchendo a área de reparo com o produto de enchimento para reparo, o enchimento para reparo compreendendo: uma borracha de dieno altamente insaturado; e entre 5 e 60 ppc de uma resina de terpeno de plastificação tendo uma temperatura de transição vítrea maior do que cerca de 20°C e um peso molecular médio numérico menor do que 2.000.

11. Método para reparar um artigo de borracha, caracterizado pelo fato de que compreende: encher a superfície danificada do artigo de borracha com um material de enchimento para reparo, em que a superfície danificada é uma superfície exposta de um furo, talho, sulco, fenda, corte ou rasgo no artigo; e em que o material de enchimento para reparo compreende: uma borracha de dieno altamente insaturado; e entre 5 e 60 ppc de uma resina de terpeno de plastificação tendo uma temperatura de transição vítrea maior do que cerca de 20°C e um peso molecular médio numérico menor do que 2.000.

12. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a borracha de dieno é entre 50 ppc e 80 ppc de borracha natural e entre 20 ppc e 30 ppc de borracha sintética selecionada dentre borracha de polibutadieno, borracha de estireno/butadieno ou combinações das mesmas.

13. Método de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que o artigo é um pneu.