Brevet FR3129399A1 — publié le 20230526

L’invention concerne une composition de caoutchouc qui comprend un élastomère diénique fortement saturé qui est un copolymère d’éthylène et d’un 1,3-diène qui comprend des unités éthylène qui représentent plus de 50% en moles des unités monomères du copolymère, un système de vulcanisation, et une charge renforçante qui contient une silice préhydrophobée avant son utilisation dans la composition de caoutchouc par traitement avec un mercaptosilane, bloqué ou non. Une telle composition présente des propriétés à la rupture à l’état cuit améliorées. Composition de caoutchouc Le domaine de la présente invention est celui des compositions de caoutchouc qui comprennent une silice et un élastomère diénique fortement saturé et qui sont notamment destinées à être utilisées dans la fabrication de pneumatique. Des compositions de caoutchouc renforcées d’une silice et comprenant un élastomère diénique fortement saturé sont connues des documents WO 2014114607 A1 et WO 2018224776 A1. L’élastomère diénique fortement saturé est un copolymère d’éthylène et d’un 1,3-diène comme le 1,3-butadiène et a la particularité de contenir plus de 50% en mole d’unité éthylène. En raison de sa teneur élevée en éthylène et de son faible taux d’unité diénique inférieur à 50% en mole, il se distingue largement des élastomères diéniques qui sont traditionnellement utilisés dans les compositions de caoutchouc et qui contiennent généralement plus de 50% en mole d’unité diénique, comme les polybutadiènes, les polyisoprènes et les copolymères de 1,3-butadiène ou d’isoprène et de styrène. Il a notamment la particularité de conférer à une composition de caoutchouc un compromis différent de propriété entre la rigidité et l’hystérèse. La silice utilisée comme charge renforçante dans ces compositions de caoutchouc est une silice hydrophile. Son introduction dans la composition de caoutchouc s’accompagne de l’ajout d’un agent de couplage dans la composition de caoutchouc qui est destiné à assurer une connexion suffisante, de nature chimique et/ou physique, entre la silice (surface de ses particules) et l'élastomère diénique. Les inventeurs ont découvert que l’utilisation d’une silice préhydrophobée à la place d’une silice hydrophile dans de telles compositions de caoutchouc permet d’améliorer leurs propriétés à la rupture à l’état cuit. Ainsi, l’invention concerne une composition de caoutchouc qui comprend : - un élastomère diénique fortement saturé qui est un copolymère d’éthylène et d’un 1,3-diène qui comprend des unités éthylène qui représentent plus de 50% en moles des unités monomères du copolymère, - un système de vulcanisation, - et une charge renforçante qui contient une silice préhydrophobée avant son utilisation dans la composition de caoutchouc par traitement avec un mercaptosilane, bloqué ou non. L’invention concerne également un pneumatique qui comprend une composition de caoutchouc conforme à l’invention, préférentiellement dans sa bande de roulement. Composition de caoutchouc qui comprend : - un élastomère diénique fortement saturé qui est un copolymère d’éthylène et d’un 1,3-diène qui comprend des unités éthylène qui représentent plus de 50% en moles des unités monomères du copolymère, - un système de vulcanisation, - et une charge renforçante qui contient une silice préhydrophobée avant son utilisation dans la composition de caoutchouc par traitement avec un mercaptosilane, bloqué ou non. Composition de caoutchouc selon la revendication 1 dans laquelle le 1,3-diène est le 1,3-butadiène ou un mélange de 1,3-diènes dont un est le 1,3-butadiène, de préférence le 1,3-butadiène. Composition de caoutchouc selon l’une quelconque des revendications 1 à 2 dans laquelle les unités éthylène dans l’élastomère diénique fortement saturé représentent au moins 60% en mole de l’ensemble des unités monomères de l’élastomère diénique fortement saturé, préférentiellement au moins 65% en mole de l’ensemble des unités monomères de l’élastomère diénique fortement saturé, plus préférentiellement au moins 70% en mole de l’ensemble des unités monomères de l’élastomère diénique fortement saturé. Composition de caoutchouc selon l’une quelconque des revendications 1 à 3 dans laquelle les unités éthylène dans l’élastomère diénique fortement saturé représentent au plus 90% en mole de l’ensemble des unités monomères de l’élastomère diénique fortement saturé, préférentiellement au plus 85% en mole de l’ensemble des unités monomères de l’élastomère diénique fortement saturé. Composition de caoutchouc selon l’une quelconque des revendications 1 à 4 dans laquelle les unités éthylène dans l’élastomère diénique fortement saturé représentent au plus 80% en mole de l’ensemble des unités monomères de l’élastomère diénique fortement saturé. Composition de caoutchouc selon l’une quelconque des revendications 1 à 5 dans laquelle l’élastomère diénique fortement saturé est un copolymère statistique. Composition de caoutchouc selon l’une quelconque des revendications 1 à 6 dans laquelle la silice préhydrophobée représente plus de 50% en masse de la charge renforçante, préférentiellement plus de 85% en masse de la charge renforçante. Composition de caoutchouc selon l’une quelconque des revendications 1 à 7 dans laquelle la silice préhydrophobée est une silice précipitée préhydrophobée. Composition de caoutchouc selon l’une quelconque des revendications 1 à 8 dans laquelle le mercaptosilane est de formule HS-R-Si(L) n (Q) 3-n , L étant halogène ou -OR’, Q hydrogène, un alkyle ayant 1 à 12 atomes de carbone ou un alkyle substitué par un atome d’halogène ayant 1 à 12 atomes de carbone, R un alkylène ayant 1 à 12 atomes de carbone, R’ un alkyle ayant 1 à 12 atomes de carbone ou un alkoxyalkyle ayant 2 à 12 atomes de carbone, ledit halogène étant chlore, brome, iode ou fluore, et n étant égal à 1, 2 ou 3. Composition de caoutchouc selon l’une quelconque des revendications 1 à 9 dans laquelle la teneur massique à la surface de la silice préhydrophobée en fonction thiol (SH) ou en équivalent de fonction thiol dans le cas d’un mercaptosilane bloqué est comprise dans un domaine allant de 0.1 à 1%, préférentiellement de 0.4 à 1%, plus préférentiellement de 0.4 à 0.6%, pourcentage massique par rapport à la masse de la silice préhydrophobée. Composition de caoutchouc selon l’une quelconque des revendications 1 à 10 dans laquelle la silice préhydrophobée a une surface spécifique CTAB allant de 100 à 200 m 2 /g. Pneumatique qui comprend une composition de caoutchouc définie à l’une quelconque des revendications 1 à 11, préférentiellement dans sa bande de roulement.