BRPI0618075A2 - formulação adesiva, método para a produção e uso da mesma - Google Patents

Abstract

<b>FORMULAçãO ADESIVA, MéTODO PARA A PRODUçãO E USO DA MESMA<d>. A presente invenção refere-se a uma formulação adesiva para o tratamento de camadas reforçadas que são providas para a produção de produtos de polímero reforçados, a formulação adesiva contendo epóxido dissolvido.

Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "FORMULA-ÇÃO ADESIVA, MÉTODO PARA A PRODUÇÃO E USO DA MESMA".

A presente invenção refere-se a uma formulação adesiva para otratamento de camadas reforçadas que é provida para a produção de produ-tos de polímero reforçados, a formulação adesiva contendo epóxido dissolvi-do.

Tem sido provado como sendo favorável na produção de produ-tos de borracha reforçados com fibra se for utilizado um agente de ligaçãocom a finalidade de aumentar a adesão entre a camada de reforço têxtil e aborracha. O uso de tal agente de ligação é importante de forma específicano campo de cadarços de tecido para pneumáticos e outros materiais com-pósitos altamente carregados com fibras reforçadas. É conhecida através doestado da técnica, especificamente para este campo de aplicação, a utiliza-ção de sistemas de látex de resorcinol-formaldeído (RFL) para a conexão defibras sintéticas a produtos de borracha.

O processo pode dessa forma ter lugar tanto em um método deuma etapa como em um método de duas etapas. Tem sido mostrado na prá-tica que essencialmente somente o método de duas etapas leva a resultadossatisfatórios, especificamente no caso de fibras de poliéster não ativadas. Nométodo de duas etapas, primeiro é realizada a ativação das fibras em umaprimeira etapa de tal forma que estas fibras são revestidas com epóxido e/oucom isocianato. Em geral, isso é conseguido com uma dispersão aquosa naqual o isocianato e/ou o epóxido está contido na dispersão aquosa com umteor de sólido específico. Em seguida a esta primeira etapa, o revestimentocom um sistema de látex de resorcinol-formaldeído é realizado em uma se-gunda etapa. É assegurado através desse método de duas etapas que, naprimeira etapa, a ativação completa das fibras e efetuada de tal forma que orevestimento com epóxido e/ou com isocianato leva à formação de gruposfuncionais ativos sobre a superfície da fibra, de tal forma que, com a segun-da etapa, o tratamento com o látex pode em seguida ser efetuado. O trata-mento com RFL é efetuado da mesma forma com uma dispersão aquosa.

O método de duas etapas é, no entanto, complexo, a partir deum ponto de vista de engenharia de processo e também a provisão de duasdispersões separadas e a manipulação das mesmas é difícil.

Não tem havido falta de tentativas de implementar o tratamentona forma de um processo de etapa única. Os sistemas de uma etapa estãodescritos, por exemplo, na U S 2002/0122938 e também na US 3.419.450. Osistema de uma etapa, isto é, a aplicação de uma dispersão aquosa comRFL e também o epóxido e isocianato, foi, no entanto, na prática incapaz deser alcançado mesmo com relação ao tratamento de fibras já ativadas. Asfibras ativadas são fibras que tenham sido providas com um revestimento,como por exemplo, um revestimento de epóxido, imediatamente depois daprodução. No caso dos processos de uma etapa, essas fibras previamenteativadas dessa forma são novamente tratadas com uma dispersão. Na pa-tente U S 2002/0122938, é proposto, por esse motivo o uso de um sistemade uma etapa que contém também epóxidos especiais em adição ao RFL eao isocianato. O epóxido é, no entanto, também contido, na US2002/0122938 na forma de um sólido na dispersão. A desvantagem dessesistema de etapa única é que ele não pode ser aplicado a fibras não-ativadas e que também os resultados com as fibras já ativadas, especifica-mente com relação ao umedecimento e a adesão não são satisfatórios.

Iniciando a partir daqui, neste pedido de patente, é um objetivoda presente invenção o de propor uma formulação adesiva que pode seraplicada na forma de um sistema de uma etapa, a formulação adesiva sendodestinada a ter uma boa umidificação e boa adesão e também uma alta ve-locidade de reação sobre fibras não-ativadas, especificamente fibras dePET. É um objetivo adicional da presente invenção o de propor um métodocorrespondente para a produção de tal formulação e para indicar o uso damesma.

O objetivo com relação à formulação adesiva é alcançado pelascaracterísticas da reivindicação de patente um, com relação ao método pe-Ias características da reivindicação 13. As sub-reivindicações revelam de-senvolvimentos vantajosos.

De acordo com a invenção, é proposta por isso uma dispersãode adesivo para um sistema de uma etapa para o tratamento de camadasreforçadas para a produção de produtos de polímero reforçados, na qual oepóxido está contido em forma dissolvida com uma concentração de 0,001até 5 mois com relação a 1000 g da formulação total, enquanto que o isocia-nato e o RFL continuam a ser como sólidos. O requerente foi capaz de mos-trar que é possível operar com essa formulação na qual o epóxido está pre-sente em forma dissolvida com um sistema de uma etapa e ao mesmo tem-po conseguir as vantagens do sistema anterior de duas etapas, a saber aseletividade com relação ao revestimento. A formulação adesiva de acordocom a invenção, no entanto, leva não somente a um umedecimento seletivo,isto é, em primeiro lugar a ativação da fibra tem lugar e então em seguida orevestimento com os sólidos contidos na dispersão, porém com a formulaçãoadesiva de acordo com a invenção, e além disso é conseguida uma excelen-te adesão de cordões de poliéster não-tratados á borracha. Além do mais foimostrado que, com a formulação de acordo com a invenção, ocorre umaredução na profundidade de penetração de tal forma que a concentração deadesivo foi capaz de ser reduzida. A conseqüência disso é que os cordõesrevestidos têm menos rigidez e por esse motivo tem uma melhor estabilidade.

No caso da formulação adesiva de acordo com a invenção, é poresse motivo de preferência que a concentração de epóxido for de 0,002 até0,002 até 0,2 mol/1000 g da formulação total. Os epóxidos adequados quese dissolvem na dispersão são especificamente aqueles que têm um pesomolecular de 50 até 2000. São de preferência específica, os epóxidos comum peso molecular de 50 até 1000, de preferência específica com um pesomolecular de 50 até 290, de forma específica os éteres de poliglicidila, resi-nas de epóxi-novolak, epóxidos de alquileno poli funcionais éteres de diglicí-dio e resinas com base em bisfenol A. No entanto, a invenção também com-preende todos os epóxidos citados na EP 1 221 456 A1.

A formulação adesiva de acordo com a invenção tem um teor desólidos de 1 até 50% em peso, de preferência de 1 até 30% em peso. O ta-manho de partícula presente na dispersão, isto é, o isocianato, é < 5 μm.A proporção de sólidos da dispersão é por esse motivo compos-ta de 0,1 até 20% em peso de isocianato e 0,1 até 40% em peso de RFL. Depreferência, a formulação contém 0,1 até 10% em peso de isocianato e de10 até 50% em peso de RFL como a proporção de sólidos.

Além disso, foi provado ser vantajoso com a formulação de ade-sivo, se nela for usado como isocianato o 4,4-diisocianato difenilmetano(MDI) e/ou o diisocianato de tolueno (TDI) e/ou isocianato de naftila (NDI).No entanto, a invenção por certo também compreende outros isocianatosconhecidos que podem ser usados para as formulações adesivas deste tipo.Nesse sentido, é feita referência a títilo de exemplo a US 2002/0122938 A1 eos diisocianatos descritos na mesma.

Foi provado como sendo agentes de bloqueio favoráveis nosisocianatos da presente invenção, de modo específico, os isocianatos blo-queados com lactama. Os exemplos dos mesmos são o ε-caprolactama, d-valerolactama. No entanto a invenção, por certo, compreende também ou-tros agentes de bloqueio conhecidos. Esses agentes de bloqueio são: oxi-mas, como por exemplo, metil etil cetoxima (oxima de butanona), metil amilcetoxima e oxima de ciclohexano. Os mono fenóis, como por exemplo o fe-nol, resorcinol, cresol, trimetil fenóis, terc. butil fenóis. Os álcoois primários,secundários e terciários, éteres de glicol compostos leves de formação deenol, tais como, por exemplo, ésteres acetoacéticos, acetil acetona, deriva-dos do ácido malônico. Aminas aromáticas secundárias. Imidas, mercapta-nos, triazóis

Um outro aumento na velocidade de reação na formulação deadesão de acordo com a invenção também pode ser conseguido em que umcatalisador é adicionado na forma de um composto de metal. São, por meiodisso adequados como catalisadores de metal os compostos de sódio, po-tássio, césio, estrôncio, prata, cádmio, bário, cério, urânio, titânio, cromo,estanho, antimônio, manganês, ferro, cobalto, níquel, cobre, zinco, chumbo,cálcio e/ou zircônio. No caso de compostos de metal são de preferência a-queles de zinco. Os compostos adequado, aqui, neste pedido de patente,são acetato de zinco, sulfato de zinco, carbonato de zinco, óxido de zinco,acetil acetonato de zinco e/ou cloreto de zinco. O acetato de zinco é de pre-ferência muito específica. O catalisador está presente em forma dissolvidana dispersão, a concentração sendo de 0,0001 até 0,1 mol/1000g da formu-lação.

O sistema de látex de resorcinol-formaldeído (RFL) que é usadode acordo com a presente invenção é conhecido per se a partir do estado datécnica.

A invenção se refere além do mais a um método para o trata-mento de camadas de reforço para a produção de produtos de polímero re-forçados (reivindicação 13). No caso do método de acordo com a invenção,uma formulação de adesão como descrita anteriormente é usada. No casodo método, a formulação adesiva também pode por esse motivo ser produ-zida imediatamente antes da aplicação pretendida, através da mistura doscomponentes individuais. Em qual forma os componentes individuais este-jam presentes, não é dessa forma importante, isto é, também dois ou maiscomponentes podem ser misturados previamente.

No entanto, é essencial na presente invenção que a formulaçãoadesiva seja aplicada na forma de um sistema de uma etapa, isto é, todos oscomponentes têm que estar presentes antes do tratamento já na forma deuma dispersão e/ou solução aquosa. Não é essencial para alcançar sucessoem que grau a dispersão aquosa é preparada durante um tempo um tantolongo antes da aplicação como uma formulação unitária, ou se os compo-nentes individuais são misturados imediatamente antes da aplicação.

Além disso, a requerente foi capaz de mostrar que a formulaçãoadesiva de acordo com a invenção é adequada de forma específica para otratamento de fibras de poliéster não-tratadas. Excelentes velocidades dereação foram capazes aqui de serem alcançadas, e que estavam significati-vamente acima daquelas conhecidas anteriormente a partir de sistemascomparáveis; uma boa velocidade de umidificação sendo conseguida aomesmo tempo.

A invenção é explicada em seguida em mais detalhe com refe-rência a uma modalidade.EXEMPLO

Uma imersão de acordo com a invenção foi produzida com acomposição citada na Tabela 1.

TABELA 1. FORMULAÇÃO DE UMA IMERSÃO DE UMA ETAPA.

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1 presente em forma dissolvida

2 23% em água deionizada.

Um cordão de PET não-ativado foi tratado uma vez com umaimersão de duas etapas do estado da técnica e com uma imersão de acordocom a invenção com a composição indicada na Tabela 1. No caso da imer-são em duas etapas, foi usada uma imersão do estado da técnica. Na pri-meira imersão foi usado Grilbond ® IL-6 50% F como o isocianato bloqueadoe como o epóxido o Grilbond ® G1701 da companhia SEM-Primid AG Suíça.A dispersão para a 2a etapa diz respeito a um produto da condensação deuma resina de resorcinol e formaldeído e um látex de butadieno - estireno -vinil piridina.

Na Tabela 2, os resultados para ambas as imersões são compa-rados.

TABELA 2

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1 DPU: quantidade de agente de ligação no PET depois do re-vestimento

2 Cobertura de borracha do cordão: 1 = 0 a 20%; 2 = 20 a 40%3 = 40 a 60%; 4 = 60- a 80%; 5 = 80 a 100%.

Claims (15)

1. Formulação adesiva na forma de uma dispersão aquosa, comum teor de sólidos de 1 até 50% para o tratamento de camadas de reforço,para a produção de produtos de polímero reforçados que contenham:(a) de 0,001 até 5 mol de um epóxido com um peso molecular de-50 a 290 em forma dissolvida, com relação a 1000 g da formulação total;(b) de 0,1 até 20% de um isocianato totalmente ou parcialmentebloqueado, como um sólido e também(c) de 0,1 até 40% de um látex de resorcinol-formaldeído (RFL)como um sólido.

2. Formulação adesiva de acordo com a reivindicação 1, carac-terizada pelo fato de que o teor de sólidos é de 5 até 30%.

3. Formulação adesiva de acordo com a reivindicação 1 ou 2,caracterizada pelo fato de que ela contém 0,002 até 0,20 mol de epóxido emforma dissolvida, com relação a 1000 g da formulação total.

4. Formulação adesiva de acordo com uma das reivindicaçõesde 1 a 3, caracterizada pelo fato de que o epóxido é selecionado a partir dogrupo de éteres de poliglicidila, resinas epóxi-novolak, epóxidos de alquilenopoli funcionais, éteres de diglicida e resinas com base em bisfenol A.

5. Formulação adesiva de acordo com uma das reivindicaçõesde 1 a 4, caracterizada pelo fato de que a formulação contém de 0,0001 até-0,1 mol de um composto de metal como catalisador em forma dissolvida,com relação a 1000 g da formulação total, o catalisador sendo selecionado apartir dos metais zinco, estrôncio, cádmio, sódio, césio, potássio, prata, bá-rio, titânio, cromo, estanho, antimônio, manganês, ferro, cobalto, níquel, cé-rio, urânio, cobre, cálcio, zinco, chumbo e zircônio.

6. Formulação adesiva de acordo com a reivindicação 5, carac-terizada pelo fato de que o catalisador é um composto de zinco selecionadoa partir de acetato de zinco, acetil acetonato de zinco, óxido de zinco, cloretode zinco, carbonato de zinco e/ou sulfato de zinco.

7. Formulação adesiva de acordo com pelo menos uma das rei-vindicações de 1 a 6, caracterizada pelo fato de que o isocianato é bloquea-do com lactama.

8. Formulação adesiva de acordo com pelo menos uma das rei-vindicações de 1 a 7, caracterizada pelo fato de que o isocianato é selecio-nado a partir de 4,4-diisocianato difenilmetano (MDI) e/ou o diisocianato detolueno (TDI) e/ou isocianato de naftila (NDI).

9. Formulação adesiva de acordo com pelo menos uma das rei-vindicações de 1 a 8, caracterizada pelo fato de que ela contém aditivos deadição aditivos e/ou agentes de dispersão.

10. Formulação adesiva de acordo com pelo menos uma dasreivindicações de 1 a 9, caracterizada pelo fato de que ela contém de 0,1 até10% de isocianato bloqueado ou parcialmente bloqueado como sólido e deaté 25% de RFL como um sólido.

11. Formulação adesiva de acordo com pelo menos uma dasreivindicações de 1 a 10, caracterizada pelo fato de que o diâmetro da partí-cula dos sólidos de isocianato é de < 5 μπι.

12. Método para o tratamento de camadas de reforço, especifi-camente de cordões de pneumáticos para a produção de produtos de polí-mero reforçados, caracterizado pelo fato de que o tratamento é implementa-do com uma formulação adesiva como definidia em pelo menos uma dasreivindicações de 1 a 11.

13. Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pe-lo fato de que a formulação adesiva é produzida imediatamente antes dotratamento através da mistura dos componentes individuais.

14. Método de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pe-lo fato de que a formulação adesiva é produzida imediatamente antes daaplicação através da mistura do componente (c) (RFL) dentro da formulaçãojá presente como uma mistura, com os componentes (a) e (b).

15. Método de acordo com pelo menos uma das reivindicaçõesde 12 a 14, caracterizado pelo fato de que é tratado um cordão não-ativado.