Brevet FR3133615A1 — publié le 20230922

La présente invention est relative à une composition de caoutchouc à base d’au moins un élastomère diénique, une charge renforçante, un système de réticulation, et comprenant une résine époxyde choisie parmi les résines époxyde de type tri(glycidoxyphényl)méthane, tétra(glycidoxyphényl)éthane et leurs mélanges et un durcisseur. COMPOSITION DE CAOUTCHOUC COMPRENANT UNE RÉSINE ÉPOXYDE ET UN DURCISSEUR Domaine technique de l’invention La présente invention est relative à des compositions de caoutchouc destinées notamment à la fabrication de pneumatiques ou de produits semi-finis pour pneumatiques. La présente invention a également pour objet un article de caoutchouc fini ou semi-fini comprenant une composition de caoutchouc selon l’invention, ainsi qu’un bandage pneumatique ou non pneumatique comprenant au moins une composition selon l’invention. Art antérieur Il est connu d’utiliser dans certaines parties des bandages pneumatiques, des compositions de caoutchouc présentant une forte rigidité lors de faibles déformations du bandage pneumatique comme présentées dans la demande WO 02/10269. La résistance aux faibles déformations est une des propriétés que doit présenter un bandage pneumatique pour répondre aux sollicitations auxquelles il est soumis. Cette rigidification peut être obtenue en augmentant le taux de charge renforçante ou en incorporant certaines résines renforçantes dans les compositions de caoutchouc constitutives des parties du bandage pneumatique. Les résines renforçantes classiquement utilisées pour augmenter la rigidité des compositions sont des résines renforçantes à base d’un système accepteur/donneur de méthylène. Les termes « accepteur de méthylène » et « donneur de méthylène » sont bien connus de l’homme du métier et largement utilisés pour désigner des composés aptes à réagir ensemble pour générer par condensation une résine renforçante tridimensionnelle qui vient se superposer, s'interpénétrer avec le réseau charge renforçante/élastomère d'une part et avec le réseau élastomère/soufre d'autre part (si l'agent de réticulation est le soufre). Classiquement, l’accepteur de méthylène est une résine phénolique. Des résines phénoliques novolaques, ont déjà été décrites dans des compositions de caoutchouc, notamment destinées à des bandages pneumatiques ou des bandes de roulement de bandages pneumatiques, pour des applications aussi variées qu’adhésion ou renforcement : on se reportera par exemple au brevet EP 0 649 446. À l’accepteur de méthylène précédemment décrit est associé un agent durcisseur, apte à le réticuler ou durcir, encore appelé communément « donneur de méthylène » ou simplement « durcisseur ». La réticulation de la résine est alors provoquée lors de la cuisson de la matrice de caoutchouc, par formation de ponts méthylène entre les carbones en positions ortho et para des noyaux phénoliques de la résine et le donneur de méthylène, créant ainsi un réseau de résine tridimensionnel. À titre d’exemple, la demande WO 2011/045342 décrit des compositions comprenant un couple résine époxyde avec un durcisseur aminé. Ces compositions, outre l’avantage de s’affranchir de la formation de formaldéhyde, présentent après réticulation des rigidités supérieures aux compositions conventionnelles tout en conservant une résistance au roulement acceptable. La demande WO 2018/002538 décrit des compositions comprenant une résine époxyde et un durcisseur aminé comprenant au moins deux fonctions amines primaires situées sur au moins un cycle aromatique à six atomes qui visent à améliorer le compromis entre processabilité, en particulier le temps de grillage, et rigidité par rapport aux compositions connues. Ces documents montrent que les propriétés de caoutchouterie sont dépendantes des constituants utilisés et difficilement prédictibles. Il est toujours souhaitable d’améliorer encore les propriétés des compositions de caoutchouc, et notamment le compromis entre rigidité aux faibles déformations et pertes hystérétiques. De manière inattendue, la Demanderesse a découvert lors de ses recherches que la combinaison d’une résine époxyde de structure particulière et d’un durcisseur permet d’améliorer la rigidité aux faibles déformations et les pertes hystérétiques d’une composition de caoutchouc. Composition de caoutchouc à base d’au moins : un élastomère diénique ; une charge renforçante ; un système de réticulation ; entre 1 et 30 pce d’une résine époxyde choisie parmi les résines époxyde de type tri(glycidoxyphényl)méthane, tétra(glycidoxyphényl)éthane et leurs mélanges ; de 0,5 à 15 pce d’un durcisseur. Composition de caoutchouc selon la revendication précédente dans laquelle la résine époxyde est choisie parmi les résines époxydes de formule générique (I) et (II) suivantes et les oligomères des composés de formule générique (I) et (II) : (I) dans laquelle n est un entier allant de 1 à 15, (II) Composition de caoutchouc selon l’une quelconque des revendications précédentes ne comprenant pas de résines durcissantes autre qu’une résine époxyde choisie parmi les résines époxyde de type tri(glycidoxyphényl)méthane, tétra(glycidoxyphényl)éthane et leurs mélanges. Composition de caoutchouc selon l’une quelconque des revendications précédentes dans laquelle la teneur en résine époxyde va de 10 à 25 pce. Composition de caoutchouc selon l’une quelconque des revendications précédentes dans laquelle le durcisseur est choisi parmi les diamines aromatiques, diamines aliphatiques, anhydride et urées. Composition de caoutchouc selon l’une quelconque des revendications précédentes dans laquelle le durcisseur est choisi parmi les diamines aromatiques et les urées. Composition de caoutchouc selon l’une quelconque des revendications précédentes dans laquelle le durcisseur est un durcisseur diamine aromatique choisi parmi les composés ci-dessous et les mélanges de ces composés : . Composition de caoutchouc selon la revendication 5 ou 6 dans laquelle les urées sont choisies parmi les composés carbamide, N, N’-diméthylurée, éthylèneurée, N-phénylurée, 1,3-diphénylurée, de manière préférée choisies parmi les composés carbamide, N, N’-diméthylurée, N-phénylurée, 1,3-diphénylurée. Composition de caoutchouc selon l’une quelconque des revendications 1 à 4 dans laquelle le durcisseur est choisi parmi les composés diméthylthiotoluènediamine, carbamide et N, N’-diméthylurée, préférentiellement parmi les composés diméthylthiotoluènediamine et carbamide. Composition de caoutchouc selon l’une quelconque des revendications précédentes dans laquelle la quantité de durcisseur dans la composition de caoutchouc est comprise dans un domaine allant de 0,5 à 10 pce, de préférence compris dans un domaine allant de 0,5 à 8 pce. Composition de caoutchouc selon l’une quelconque des revendications précédentes dans laquelle le taux d’élastomère diénique est de 50 à 100 pce, plus préférentiellement de 60 à 100 pce, de manière plus préférentielle de 70 à 100 pce, plus préférentiellement encore de 80 à 100 pce et de manière très préférentielle de 90 à 100 pce. Composition de caoutchouc selon la revendication précédente dans laquelle l’élastomère diénique est un élastomère isoprénique. Article de caoutchouc fini ou semi-fini comprenant une composition de caoutchouc selon l’une quelconque des revendications précédentes. Bandage pneumatique ou non pneumatique comprenant une composition de caoutchouc selon l’une quelconque des revendications 1 à 12.