Brevet FR3101877A1 — publié le 20210416

L’invention a pour objet une composition de caoutchouc contenant au moins - une charge renforçante comprenant de la silice, - un élastomère comprenant des unités d’un monomère 1,3-diène et portant des fonctions carbonates présentes chacune dans un cycle 1,3-dioxolan-2-one, - un système de réticulation comprenant un composé polyamine, et - une résine terpène phénolique. Composition de caoutchouc comprenant un élastomère diénique comprenant des fonctions carbonates Le domaine de la présente invention est celui des compositions de caoutchouc diénique, en particulier des compositions de caoutchouc diénique comprenant un système de réticulation autre qu’un système de vulcanisation. Idéalement, une composition de caoutchouc destinée à être utilisée dans un pneu doit obéir à un grand nombre d’exigences techniques. L’une d’entre elles est la cohésion de la composition de caoutchouc. Une bonne cohésion d’une composition de caoutchouc se traduit généralement par un bon niveau de renforcement de la composition de caoutchouc. D’autres d’entre elles sont les propriétés à rupture, notamment aux grandes déformations, qui peuvent refléter de l’endurance du pneu par exemple et ainsi jouer sur la durée de vie. Le renforcement d’une composition de caoutchouc peut être amélioré en introduisant dans la composition de caoutchouc des charges renforçantes, des agents de couplage destinés à coupler le caoutchouc et la charge renforçante ou encore des élastomères fonctionnels. Parmi les élastomères fonctionnels connus pour améliorer le renforcement d’une composition de caoutchouc, on peut citer les élastomères portant par exemple des fonctions silanol, alcoxysilane, acide carboxylique. La Demanderesse a décrit dans le document FR 3053974 une composition de caoutchouc contenant un élastomère diénique fonctionnel portant des fonctions carbonates présentes chacune dans un cycle 1,3-dioxolan-2-one dans le but d’améliorer le renforcement de la composition comprenant de la silice comme charge renforçante. La matrice élastomérique de cette composition est vulcanisée au soufre. Il est par ailleurs connu que des résines portant des fonctions carbonates ou thio carbonates peuvent être réticulés par des agents de réticulation de type polyamine comme décrit par exemple dans les documents JP2016180049 et JP2005120231 et WO 2013182814A1. Les compositions à base d’un système de vulcanisation classique sont souvent complexes car comprennent en plus du soufre, ou d’un agent donneur de soufre, des accélérateurs de vulcanisation, des activateurs, et éventuellement des retardateurs de vulcanisation. En vue de simplifier les compositions et leur préparation, la Demanderesse a proposé par le passé des compositions de caoutchouc comprenant des élastomères diéniques portant des fonctions époxy servant de points d’ancrage à la réticulation au moyen de systèmes de réticulation aussi performants que les systèmes de vulcanisation conventionnels. Ainsi, par exemple, les documents WO2014095582, WO2014095583, WO2014095585 et WO2014095586 décrivent de telles compositions de caoutchouc pour pneu comprenant des polyacides carboxyliques combinés à des composés imidazoles comme systèmes de réticulation. Il est toujours nécessaire d’améliorer les propriétés des compositions de caoutchouc qui entrent dans la fabrication des pneus afin d’améliorer les performances de ces derniers. Toutefois les compositions qui constituent le pneu doivent généralement répondre à un compromis de propriétés parfois antinomiques. Par exemple, lorsque les propriétés d’extensométrie sont améliorées, c’est-à-dire lorsque la déformation et la contrainte à la rupture augmentent, cela s’accompagne souvent d’une diminution de la rigidité notamment aux moyennes déformations. Aussi est-il un objectif permanent des concepteurs de veiller à ce que l’amélioration de certaines propriétés ne se fasse pas au détriment d’autres. L’objectif que ce sont fixés les Inventeurs est de disposer de compositions de caoutchouc utilisables pour la fabrication de pneus, simples de préparation et qui présentent de bonnes propriétés d’extensométrie tout en maintenant un bon niveau de renforcement et de rigidité. Les Inventeurs ont découvert que l’utilisation dans une composition de caoutchouc d’un élastomère diénique portant des fonctions carbonates présentes chacune dans des cycles 1,3-dioxolan-2-one et d’un système de réticulation à base d’une polyamine, en présence d’une résine terpène phénolique, présentent de bonnes propriétés d’extensométrie tout en maintenant un bon niveau de renforcement et de rigidité. Composition de caoutchouc contenant au moins - une charge renforçante comprenant de la silice, - un élastomère comprenant des unités d’un monomère 1,3-diène et portant des fonctions carbonates présentes chacune dans un cycle 1,3-dioxolan-2-one, - un système de réticulation comprenant un composé polyamine, et - une résine terpène phénolique. Composition selon la revendication 1 dans laquelle les fonctions carbonates sont pendantes situés en dehors des extrémités de chaîne de l’élastomère. Composition selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le taux de fonction carbonate est compris entre 0.1 et 20 moles pour 100 moles d’unités monomères constituant l’élastomère. Composition selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le monomère 1,3-diène est le 1,3-butadiène, l’isoprène ou leur mélange, de préférence le 1,3-butadiène. Composition selon l’une quelconque des revendications précédentes dépourvue d’agent de recouvrement de la silice. Composition selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le composé polyamine comprend au moins deux fonctions amines et deux fonctions amines du composé polyamine sont liées entre elles par un groupement hydrocarboné aliphatique ou aromatique ou groupement hydrocarboné en partie aliphatique et aromatique, éventuellement interrompu par un ou plusieurs hétéroatomes et dont les fonctions amines sont primaires ou secondaires, de préférence des fonctions amines primaires. Composition selon la revendication 6, dans laquelle le groupement hydrocarboné liant deux fonctions amines du composé polyamine est un oligomère ayant une masse moyenne en nombre Mn d’au plus 1500g/mol, plus préférentiellement d’au plus 1000 g/mol. Composition selon la revendication 6 ou 7, dans laquelle le composé polyamine comprend deux fonctions amines. Composition selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le composé polyamine est présent selon un taux allant de 0,2 à 20 pce. Composition selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle le composé polyamine répond à la formule générale VI RRN--- A ---NRR dans laquelle A représente un groupement hydrocarboné comportant au moins 1 atome de carbone, éventuellement substitué et éventuellement interrompu par un ou plusieurs hétéroatomes, les R représentent, indépendamment l’un de l’autre, un atome d’hydrogène ou un groupement alkyle comportant au moins 1 atome de carbone. Composition selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la charge renforçante comprend plus de 50% en poids de silice. Composition selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la résine terpène phénolique est une résine composée majoritairement d'unités issues de monomères terpènes et phénols. Composition selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle la résine terpène phénolique est présent selon un taux d’au moins 0,5 pce et d’au plus 50 pce. Pneu qui comprend une composition de caoutchouc définie à l’une quelconque des revendications précédentes.