Brevet FR3101878A1 — publié le 20210416

L’invention a pour objet une composition de caoutchouc contenant - une matrice élastomère comprenant au moins un élastomère diénique comprenant des fonctions époxydes, - au moins une charge renforçante, et - un système de réticulation dudit polymère comprenant au moins un composé organo polyphosphoré de formule générale (I) (I) dans laquelle - A représente une liaison covalente ou un groupement hydrocarboné comportant au moins 1 atome de carbone, éventuellement substitué et éventuellement interrompu par un ou plusieurs hétéroatomes, et - les R représentent, indépendamment l’un de l’autre, un groupement hydrocarboné comportant au moins 1 atome de carbone ou un atome d’hydrogène. Compositions de caoutchouc comprenant un élastomère diénique époxydé et un système de réticulation La présente invention est relative aux compositions de caoutchouc diénique, en particulier aux compositions de caoutchouc à diénique comprenant un système de réticulation autre qu’un système de vulcanisation. Il est connu, et habituel depuis de nombreuses années, d’utiliser dans des pneus des compositions de caoutchouc dont la matrice élastomérique est réticulée au soufre, cette réticulation est alors nommée vulcanisation. Le système de vulcanisation classique combine du soufre et au moins un accélérateur de vulcanisation. Cependant, il est connu qu’un tel système pénalise la mise en œuvre de la composition avant cuisson par le phénomène du grillage. On rappelle que le phénomène dit de "grillage" conduit rapidement, au cours de la préparation des compositions de caoutchouc, à des vulcanisations prématurées ("scorching"), à des viscosités à l'état cru très élevées, en fin de compte à des compositions de caoutchouc quasiment impossibles à travailler et à mettre en œuvre industriellement. Par conséquent, les systèmes de vulcanisation ont été perfectionnés au fil des années, en association avec les procédés de préparation des compositions de caoutchouc afin de maitriser les inconvénients évoqués ci-dessus. Ainsi, les compositions sont souvent complexes et 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 systèmes de réticulation aussi performants que les systèmes de vulcanisation conventionnels. Ainsi, par exemple, les documents WO2014095582, WO2014095583, WO2014095585 et WO2014095586 décrivent des compositions de caoutchouc pour pneus à base d’au moins un polymère comprenant des fonctions époxydes, d’un système de réticulation dudit polymère comprenant un diacide carboxylique et d’un composé imidazole. Le polymère comprenant des fonctions époxydes est un élastomère diénique composant la matrice élastomère. Ces compositions présentent le double avantage d’une préparation simplifiée par rapport aux compositions classiques comprenant un système de vulcanisation et de propriétés hystérétiques améliorées. 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. En particulier l’amélioration des propriétés d’extensométrie de compositions de caoutchouc entrant dans la fabrication de pneus permet d’améliorer certaines propriétés de ces derniers, telles que l’endurance sous forte déformation. La durée de vie du pneu peut ainsi également être améliorée. Les objectifs que se 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. Poursuivant leurs recherches, les Inventeurs ont à présent mis au point des compositions de caoutchouc particulières, utilisables pour la fabrication de pneus, pouvant être préparées de manière simplifiée par rapport aux compositions comprenant un système de vulcanisation, et pouvant présenter des propriétés d’extensométrie améliorées par rapport aux compositions comprenant un système de réticulation à base d’un diacide carboxylique. Composition de caoutchouc contenant au moins - une matrice élastomère comprenant au moins un élastomère diénique comprenant des fonctions époxydes, - une charge renforçante, et - un système de réticulation dudit polymère comprenant au moins un composé organo polyphosphoré de formule générale (I) [Chem 1] (I) dans laquelle - A représente une liaison covalente ou un groupement hydrocarboné comportant au moins 1 atome de carbone, éventuellement substitué et éventuellement interrompu par un ou plusieurs hétéroatomes, et - les R représentent, indépendamment l’un de l’autre, un groupement hydrocarboné comportant au moins 1 atome de carbone ou un atome d’hydrogène. Composition de caoutchouc selon la revendication 1, caractérisée en ce que A représente une liaison covalente ou un groupement divalent hydrocarboné comportant au moins 1, de préférence au moins 2, plus préférentiellement au moins 4, et au plus 1800 atomes de carbone, de préférence au plus 300 atomes de carbone, plus préférentiellement au plus 100 atomes de carbone. Composition de caoutchouc selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que A est un groupement hydrocarboné divalent de type aliphatique ou un groupement hydrocarboné divalent de type aromatique, ou un groupement divalent comportant au moins une partie aliphatique et une partie aromatique, de préférence A est un groupement divalent de type aliphatique ou un groupement divalent comportant au moins une partie aliphatique et une partie aromatique. Composition de caoutchouc selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que A est interrompu par au moins un hétéroatome choisi parmi l’oxygène, l’azote et le soufre, de préférence l’oxygène. Composition de caoutchouc selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que A ne comporte pas d’autre fonction phosphonique. Composition de caoutchouc selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que A est un groupement divalent de type aliphatique ou un groupement divalent comportant au moins une partie aliphatique et une partie aromatique, lequel groupement est ou n’est pas interrompu par au moins un atome d’oxygène. Composition de caoutchouc selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les R représentent, indépendamment l’un de l’autre, un atome d’hydrogène ou un groupement alkyle ayant de 1 à 20 atomes de carbone, de préférence 1 à 12 atomes de carbone, cycloalkyle ayant de 5 à 24 atomes de carbone, aryle ayant de 6 à 30 atomes de carbone ou aralkyle ayant de 7 à 25 atomes de carbone. Composition de caoutchouc selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les R sont identiques et représentent un atome d’hydrogène ou un groupement alkyle ayant de 1 à 12 atomes de carbone. Composition de caoutchouc selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le taux de composés organo polyphosphorés est d’au moins 0,2 et d’au plus 20 pce, de préférence compris dans un domaine allant de 0,2 à 10 pce. Composition de caoutchouc selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la composition est dépourvue d’élastomère diénique non époxydé. Pneu comprenant une composition de caoutchouc telle que définie dans l’une quelconque des revendications précédentes. Composé organo polyphosphoré de formule générale (II) (II) dans laquelle - les R1 représentent, indépendamment l’un de l’autre, un groupement hydrocarboné comportant au moins 1 atome de carbone ou un atome d’hydrogène, et - A1 représente un groupement divalent hydrocarboné majoritairement composé de motifs du type (IIa), -(O-R’)n- (IIa) dans lequel R’ représente un groupement divalent hydrocarboné comportant au moins 1 atome de carbone et n représente un entier supérieur ou égal à 2. Composé selon la revendication 12, caractérisé en ce que dans la formule (IIa), R’ est un groupement polyméthylène de formule –(CH2)m-, m représentant un entier supérieur ou égal à 2, de préférence d’au plus 10, plus préférentiellement allant de 2 à 5, et n représente un entier d’au plus 20. Composé selon la revendication 13, caractérisé en ce qu’il répond à la formule générale (IIb) : (IIb) - m représentant un entier supérieur ou égal à 2 et d’au plus 10, préférentiellement allant de 2 à 5, et - n représentant un entier d’au plus 20, les R1 représentant, indépendamment l’un de l’autre, un groupement hydrocarboné comportant au moins 1 atome de carbone ou un atome d’hydrogène.