BR112014013579B1 - adesivos à base de água - Google Patents

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Abstract

ADESIVO À BASE DE ÁGUA Um adesivo inclui um látex polimérico, um penetrante selecionado do grupo constituído por: terpenos, polilimoneno, limoneno, carvona, (Alfa)-pineno, citral, dipenteno, 1,8-cineol, eucaliptol, citronelol, geraniol, citroneleno, terpinen-4-ol, borneol, cânfora, resina de guaiúle e suas combinações; e um enchimento de reforço. O adesivo tem um teor de sólidos de 35-65% e um pH de 9 a 12. Artigos de fabricação, tais como pneus e molas pneumáticas incorporam o adesivo para se juntar a interfaces de borracha. Um método de produção do adesivo é também fornecido.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO
[0001] Est a divulgação se relaciona com adesivos, adesivos particularmente à base de água para composições de borracha na indústria de pneu e suspensão pneumática.
FUNDAMENTOS
[0002] Artigos feitos de componentes de borracha conectados podem ser unidos com adesivos. Em algumas aplicações, os adesivos podem ser a principal opção para unir componentes, particularmente quando métodos mecânicos, tal como costura, não estão disponíveis, tais como nos artigos que funcionam como barreiras de ar ou umidade. Por exemplo, molas pneumáticas de borracha e pneus incluem componentes de borracha separados que são unidos com adesivos. Recauchutagem de pneus também pode utilizar adesivo para juntar a nova banda de rodagem à carcaça, ou para aderir a uma camada intermediária de amortecimento a uma carcaça e/ou uma banda de rodagem.
[0003] Enquanto dois componentes de borracha semelhantes podem ser unidos e, então, curados ao mesmo tempo e obter uma ligação forte na junta, este método de unir os componentes de borracha não é preferível para alguns processos de fabricação, onde é desejável juntar os componentes e armazená-los e/ou permitir que eles sejam curados lentamente. Adesivos de borracha podem ser usados para fornecer a aderência a um componente de borracha enquanto um artigo de borracha é curado ou armazenado.
SUMÁRIO
[0004] Em uma modalidade, um adesivo inclui um látex polimérico, um penetrante selecionado do grupo constituído por: terpenos, polilimoneno, limoneno, carvona, α-pineno, citral, dipenteno, 1,8-cineol, eucaliptol, citronelol, geraniol, citroneleno, terpinen-4-ol, borneol, cânfora, resina de guaiúle e combinações destes; e um enchimento de reforço. O adesivo tem um teor de sólidos de cerca de 35 a cerca de 65% e um pH de cerca de 9 a 12.
[0005] Em uma modalidade, um artigo de fabricação inclui um componente de borracha elastomérica compreendendo um elastômero selecionado do grupo constituído por: policloropreno, borracha butílica, borracha natural obtida de hevea e não obtida de hevea, poliisopreno, polibutadieno, borracha nitrílica, poli(estireno-butadieno) e suas combinações. O componente de borracha elastomérica é juntado em uma interface com um segundo componente de borracha ou outra parte do componente de borracha elastomérica. A interface inclui uma camada de adesivo, que compreende: um látex polimérico; um penetrante selecionado do grupo constituído por: terpenos, polilimoneno, limoneno, carvona, α-pineno, citral, dipenteno, 1,8-cineol, eucaliptol, citronelol, geraniol, citroneleno, terpinen-4- ol, borneol, cânfora, resina de guaiúle e combinações destes; e um enchimento de reforço.
[0006] Em uma modalidade, um método inclui as etapas de: mistura de uma composição adesiva compreendendo: um látex polimérico; um penetrante selecionado do grupo constituído por: terpenos, polilimoneno, limoneno, carvona, α-pineno, citral, dipenteno, 1,8-cineol, eucaliptol, citronelol, geraniol, citroneleno, terpinen-4-ol, borneol, cânfora, resina de guaiúle e combinações destes; e um enchimento de reforço.
BREVE DESCRIÇÃO DAS FIGURAS
[0007] A Fig. 1 é uma vista parcial em corte transversal de uma modalidade de uma mola pneumática.
[0008] A Fig. 2 é uma vista em corte transversal de uma porção de uma modalidade de um pneu.
[0009] A Fig. 3 é uma vista em corte transversal de uma porção de uma modalidade de um pneu recauchutado. DESCRIÇÃO DETALHADA
[0010] O pedido provisório U.S. 61/567701, intitulado “Water-Based Adhesive”, depositado em 7 de dezembro de 2011 e o pedido provisório U.S. 61/606161, intitulado “WaterBased Adhesive Including Guayule Extract”, depositado em 2 de março de 2012 são incorporados ao presente por referência para todos os efeitos.
[0011] É divulgado no presente documento um adesivo de látex à base de água com baixo VOC para unir interfaces de borracha. O adesivo pode ser útil em uma variedade de aplicações. Exemplos específicos de aplicações incluem aquelas que exigem juntas de borracha-para-borracha fortes e que são utilizadas para fornecer uma barreira de ar, tais como molas pneumáticas e componentes de pneu. Aplicação de nova banda de rodagem para pneus recauchutados é uma outra aplicação onde a composição aqui descrita pode ter utilidade específica.
[0012] Em uma modalidade o adesivo inclui os seguintes componentes: um látex polimérico aquoso, uma penetrante, um enchimento de reforço, um taquificante e um estabilizador. Em outra modalidade, o penetrante, ou o estabilizador ou ambos podem ser omitidos.
[0013] Em uma modalidade, o látex polimérico do adesivo pode ser uma emulsão aquosa de elastômeros, tais como a borracha natural obtida de heveae não obtida de hevea (inclusive guaiúle), poliisopreno, poli(estireno- butadieno), poli(isopreno-estireno), poli(isopreno- butadieno), polibutadieno, policloropreno, borracha nitrílica, borracha butílica e suas combinações.
[0014] Em uma modalidade, a porção polimérica do látex pode ter um peso molecular ponderal médio (Mw) de cerca de 100.000 a cerca de 30.000.000 g/mol, tal como cerca de 100.000 a cerca de 10.000.000 g/mol ou cerca de 100.000 a cerca de 5.000.000 g/mol, e um peso molecular numérico médio (Mn) de cerca de 100.000 a cerca de 30.000.000 g/mol, como cerca de 100.000 a cerca de 10.000.000 g/mol ou cerca de 100.000 a cerca de 5.000.000 g/mol. A porção do polímero pode ter uma Tg de cerca de -110° C a cerca de 10° C, como de cerca de -110° C a cerca de -10° C ou de cerca de -110° C a cerca de -25° C.
[0015] Em uma modalidade, o látex polimérico pode ter um teor de sólidos de cerca de 10% para cerca de 90%, como de cerca de 20% a cerca de 80%, ou cerca de 30% a cerca de 70%. O pH do látex polimérico pode ser de cerca de 7 a cerca de 14, tal como cerca de 8 a cerca de 13 ou cerca de 9 a cerca de 12.
[0016] Sem ser vinculado à teoria, quando o adesivo é aplicado a um substrato de elastômero, o componente penetrante trabalha para abrir os interstícios da matriz polimérica do elastômero a que é aplicado. Isto permite que a composição de adesivo tenha melhor penetração e mistura com o elastômero do substrato. A área de superfície da interface entre o adesivo e o substrato do elastômero também é aumentada.
[0017] Em uma modalidade, o penetrante é selecionado de terpenos, tais como polilimoneno, limoneno, α-pineno, dipenteno, citroneleno; ou do grupo consistindo de carvona, citral, 1,8-cineol, eucaliptol, citronelol, geraniol, terpinen-4-ol, borneol, cânfora e suas combinações. Em determinadas modalidades, o penetrante é substancialmente ou totalmente livre de VOC.
[0018] Em outra modalidade o penetrante é resina de guaiúle. Como usado aqui, "resina de guaiúle" significa as entidades químicas não borracha naturais presentes em matéria de arbusto guaiúle. Estas entidades químicas incluem, mas não estão limitadas a, resinas (tais como terpenos), ácidos graxos, proteínas e materiais inorgânicos e incluem partes polares e não polares. Resina de guaiúle pode resultar do isolamento de borracha do arbusto guaiúle usando processos baseado em solvente orgânico. A resina representa a fração seca (ou seja, o solvente removido) de material isolado na fase solvente orgânica polar de tal processo.
[0019] Em uma modalidade, a resina de guaiúle pode ser adicionada como látex de borracha de guaiúle, tal látex incluindo tanto a borracha de guaiúle quanto a resina de guaiúle para uso como o penetrante. Na presente modalidade, dois componentes do adesivo podem ser realizados por uma fonte de material. Em outra modalidade, látex de guaiúle purificado, compreendendo 5%, ou menos, alternativamente 3%, ou menos, ou 1%, ou menos, de resina de guaiúle pode ser utilizado na composição do adesivo. Nesta modalidade, o penetrante é adicionado separadamente e pode incluir resina de guaiúle.
[0020] O componente do enchimento reforço fornece melhor resistência e durabilidade para a composição do adesivo. Isto em comparação com muitos adesivos que usam nenhum ou muito pouco enchimento de reforço. Por exemplo, alguns fabricantes de adesivos podem usar negro de fumo em quantidades muito pequenas para matizar o adesivo, mas não em quantidades de reforço.
[0021] Em uma modalidade, o enchimento de reforço é negro de fumo, como o negro de fumo da classe de reforço. Exemplos incluem negro de fumo nas séries N100, N200 e N300. Em algumas modalidades, um negro de fumo de maior área de superfície pode fornecer melhor desempenho. Por exemplo, o negro de fumo pode ter uma área de superfície N2SA de cerca de 10 a cerca de 150 m2/g, como cerca de 20 a cerca de 140 m2/g ou cerca de 30 a cerca de 130 m2/g. Em algumas modalidades, uma dispersão aquosa de negro de fumo pode ser utilizada. De preferência, a dispersão contém negro de fumo em uma quantidade de cerca de 20% a cerca de 50% em peso da dispersão, e a dispersão tem um pH de cerca de 7 a cerca de 12. O tamanho de partícula do negro de fumo usado em tais dispersões é preferencialmente de cerca de 10 a cerca de 150 m2/g. Dispersões aquosas de negro de fumo que podem ser empregadas incluem, por exemplo, AQUABLAK 5101, que é disponibilizado pela Solution Dispersions e inclui um negro de fumo da série N100 com 40% de sólidos e pH de 10-1 e é estabilizado com surfactantes aniônicos e não iônicos.
[0022] Os enchimentos de reforço podem estar presentes no adesivo em uma quantidade de cerca de 10 a cerca de 80 phr ("partes por cem de borracha" é um de medida de peso e é baseada no peso do polímero no látex polimérico definido para 100), por exemplo, cerca de 15 a 60 phr, ou cerca de 20 a cerca de 40 phr.
[0023] O taquificante fornece aderência melhorada para o adesivo. Taquificantes que podem ser empregados incluem, por exemplo, TACOLYN 5003, TACOLYN 5070 ou AQUATAC 6025. TACOLYN 5003 e 5070 são da EASTMAN CHEMICAL COMPANY, e são taquificantes de resina de hidrocarboneto alifático com um ponto de amolecimento de 70-130° C e um teor de sólidos de 45-50%. AQUATAC 6025 é da ARIZONA CHEMICAL, Co., e tem um ponto de amolecimento de 26° C e um teor de sólidos de 5963%.
[0024] Em uma modalidade, o taquificante pode estar presente em uma quantidade de cerca de 5 a cerca de 40 phr, como de cerca de 10 a cerca de 35 phr, ou de cerca de 15 a cerca de 30 phr. Em uma modalidade, o taquificante tem um pH de cerca de 2 a cerca de 13, como cerca de 3 a cerca de 12, ou cerca de 4 a cerca de 11 e um teor de sólidos de cerca de 30 a cerca de 80%, como cerca de 35 a cerca de 75%, ou cerca de 40 a cerca de 70%. Em uma modalidade, o taquificante tem um ponto de amolecimento de cerca de 5 a cerca de 170° C, como cerca de 15 a cerca de 150° C, ou cerca de 25 a cerca de 130° C.
[0025] O componente estabilizador ajuda a manter a composição em um estado de emulsão de látex. Uma classe de estabilizadores de exemplo é de surfactantes não iônicos, tais como IGEPAL CO-887, que é um surfactante não iônico do Grupo Rhodia. IGEPAL CO-887 é um estabilizador de surfactante nonilfenóxi poli(etilenóxi)etanol com um teor de sólidos de 70%. Outros exemplos de estabilizadores que podem ser usados em modalidades da composição adesiva: PLURONIC F-68 da BASF, probenecida (ácido 4- (dipropilsulfamoil)benzoico), ortosilicato de tetraetila, TWEEN 80 e ácido acriloamido-2-metil-1-propanossulfônico. O estabilizador também pode estar presente no componente de látex polimérico, em vez de como um componente adicionado separadamente.
[0026] Em uma modalidade, o estabilizador pode estar presente em uma quantidade de cerca de 0 a cerca de 10 phr, como de cerca de 1 a cerca de 6 phr, ou de cerca de 2 a cerca de 4 phr. Em uma modalidade, o estabilizador tem um pH de cerca de 5 a cerca de 13, como cerca de 6 a cerca de 12, ou cerca de 7 a cerca de 11 e um teor de sólidos de cerca de 35 a cerca de 85%, como cerca de 40 a cerca de 80%, ou cerca de 45 a cerca de 75%.
[0027] Em uma modalidade, a composição é substancialmente ou completamente livre de agentes de cura, como, por exemplo, enxofre ou peróxido. Substancialmente livre, neste contexto, não significa que nenhum dos agentes de cura é adicionado com a finalidade de curar a composição e eles estão presentes apenas para outra finalidade na composição ou como contaminantes acidentais, por exemplo, menos do que 1 phr ou menos do que 0,1 phr. No entanto, em outra modalidade, agentes de cura também podem ser usados em quantidades convencionais. Sem estar vinculado pela teoria, acredita-se que os agentes de cura e aceleradores que lixiviam substrato de elastômero em que o taquificante é aplicado são suficientes para dar uma cura para o taquificante sob condições de cura. Acredita-se que o penetrante ajuda na lixiviação da quantidade suficiente do agente de cura e aceleradores do substrato de elastômero.
[0028] Em uma modalidade, a composição de adesivo inteira terá um pH de cerca de 7 a cerca de 14, como cerca de 8 a cerca de 13, ou cerca de 9 a cerca de 12, e um teor de sólidos de cerca de 25 a cerca de 75%, como, cerca de 30% a cerca de 70%, ou cerca de 35 a cerca de 65%. Além disso, em uma modalidade, o adesivo vai ser substancialmente ou completamente livre de VOC. Um composto orgânico volátil (VOC) é qualquer composto baseado em carbono que irá evaporar à temperatura ambiente padrão. Há muitos compostos orgânicos que se enquadram nesta categoria, com metano, formaldeído e acetona, entre os VOC mais prevalentes e conhecidos. Estes compostos são produzidos através de processos biológicos naturais, bem como através de reações químicas na fabricação e na indústria. Uma composição ser livre ou substancialmente livre de VOC é baseado em sua pressão de vapor.
[0029] Em uma modalidade do método de produção do adesivo, os componentes listados acima são misturados à temperatura ambiente. Ou seja, o látex polimérico, o penetrante, o enchimento de reforço, o taquificante e o estabilizador são misturados. Em outra modalidade, o penetrante, ou o estabilizador ou ambos podem ser omitidos.
[0030] Os componentes podem ser adicionados em sequência ou simultaneamente, na ordem em que eles são listados acima ou em uma ordem diferente. Por exemplo, os componentes podem ser adicionados sequencialmente e a eles é permitido girar lentamente em um recipiente fechado durante tempo suficiente para garantir a mistura e boa dispersão, tal como pelo menos 24 horas.
[0031] Enquanto as condições de mistura e a ordem de adição do componente podem ser variadas, deve-se ter cuidado para manter a composição na fase emulsão de látex. A este respeito, é preferível manter um teor de sólidos de 35-65% e um pH de 9 a 12 em todas as etapas do método.
[0032] A composição adesiva, assim formada, pode ser aplicada a um substrato como uma composição de borracha curada ou não curada por, por exemplo, rolamento, pulverização, ou por extrusão sobre o substrato. Após a aplicação a um substrato de borracha não curada, o adesivo e a composição não curada podem ser curados em seguida sob condições necessárias para cura o substrato. Sem estar vinculado pela teoria, acredita-se que o agente de cura e aceleradores no substrato se lixiviem para o adesivo em uma quantidade suficiente para fazer com que o adesivo também seja curado.
[0033] Os substratos dos quais o adesivo pode ser utilizado para se juntar incluem substratos de borracha elastomérica, tais como composições de borracha que têm como o componente polimérico policloropreno, borracha butílica, borracha natural obtida de hevea e não obtida de hevea, poliisopreno, polibutadieno, borracha nitrílica, poli(isopreno-estireno), poli(isopreno-butadieno), poli(estireno-butadieno) e suas combinações. O adesivo também pode ter alguma utilidade para ligar metais, madeira e outros tipos de substratos.
[0034] A Fig. 1 mostra uma modalidade de uma mola pneumática de manga reversível 10 na Fig. 1, o conjunto mola pneumática 10 inclui manga de ar flexível 12. A placa de rolamento 14 é frisada para a manga de ar 12 para formar uma vedação hermética entre a placa de rolamento 14 e a manga de ar 12. Da mesma forma, o fecho de extremidade 16 é moldado para a manga de ar flexível 12 para formar uma veação hermética entre o fecho de extremidade 16 e a manga de ar 12. O fecho de extremidade 16 da manga de ar 12 é afixado em um pistão 18 por meios mecânicos conhecidos na técnica, incluindo, por exemplo, um parafuso de pistão (não mostrado). O pistão 18 fornece uma superfície para a manga de ar flexível 12 rolar durante o trajeto compressivo. O conjunto de mola pneumática reversível 10 pode incluir opcionalmente um para-choques 20 para apoiar o veículo quando não existe ar nas molas pneumáticas ou durante perturbações extremas na estrada. Envolto em uma manga de ar 12 está um volume de gás 22. Pregos 24 e buraco 26 são usados para fixar o conjunto de mola pneumática reversível 10 à superfície de montagem de um automóvel (não mostrado).
[0035] Em um exemplo, o adesivo de aplicação é aplicado entre as camadas de borracha para molas pneumáticas a fim de juntá-las firmemente em uma interface. Dentro dessas camadas de borracha pode haver fibras e/ou tecidos para reforço.
[0036] Molas pneumáticas são amplamente utilizadas em grandes veículos, tais como ônibus e caminhões, porque eles permitem a fixação da postura de um veículo contra uma mudança de carga de peso de freio para peso de carga controlando o suprimento de ar e a descarga de ar para o exterior. Além disso, a constante de mola pode ser definida em um nível baixo para melhorar o conforto ao dirigir e impedir os danos do frete.
[0037] Composições de borracha de molas pneumáticas típicas incluem um ou mais polímeros de dieno, tais como policloropreno; um enchimento de reforço, tais como negro de fumo, em uma quantidade tal como 20-100 phr; um agente de cura, aceleradores, cera, óleo de plastificação, antioxidantes e outros aditivos. Um exemplo de composição de mola pneumática é divulgado em WO 2010/019862, que está incorporada neste documento por referência.
[0038] A Fig. 2 mostra um corte transversal de um pneu 100. Em uma aplicação de exemplo, o adesivo é aplicado a vários componentes de borracha do pneu 100, incluindo, mas não se limitando a, construção de pneu novo ou recauchutagem de pneu existente. Por exemplo, o adesivo pode ser aplicado para juntar uma banda de rodagem emendada 110, um forro interno emendado 120 ou uma esfera emendada 130, ou para unir uma parede lateral 140 ou uma camada de carcaça 150 à banda de rodagem 110.
[0039] Em recauchutagem de pneus, a banda de rodagem curada e a carcaça do pneu curada são unidas pela combinação de uma camada de amortecimento. O pneu recauchutado é, então, aquecido em um conjunto padrão de condições para permitir que a cura ocorra. Na formação de um pneu recauchutado 300, o adesivo pode ser aplicado para juntar uma camada de amortecimento 302 a uma carcaça recauchutada 306 ou uma camada de amortecimento a uma nova banda de rodagem 304, conforme mostrado na Fig. 3. Um exemplo de um pneu recauchutado e um método para recauchutagem é divulgado na Patente U.S. 5.603.366, que é incorporada ao presente documento por referência.
[0040] Composições de borracha de pneu típicas incluem um ou mais polímeros de dieno, enchimento de reforço, tal como o negro de fumo, em uma quantidade tal como 40-100 phr, enxofre (agente de cura), aceleradores, óleo plastificante, antioxidantes e outros aditivos.
[0041] Pneus novos são construídos pela montagem de componentes individuais em um estado não curado (verde) e, em seguida, uma vez montado, o pneu verde é curado como um todo. Um exemplo de método de fabricação de pneu é divulgado na Patente U.S. N° 4.824.501, que é incorporada ao presente documento por referência.
[0042] Como os Exemplos abaixo mostram, o adesivo aqui descrito é adequado para uso na fabricação de artigos de borracha, como pneus e molas pneumáticas.
[0043] EXEMPLOS
[0044] Exemplos 1 e 2
[0045] Os adesivos de exemplo foram preparados misturando sequencialmente os componentes listados na Tabela 1 e permitindo que eles girem lentamente em um recipiente fechado por pelo menos 24 horas para garantir a mistura e boa dispersão. Os adesivos de exemplo final tinham um teor de sólidos na faixa de 35-65% e um pH na faixa de 9-12.
Figure img0001
Figure img0002
[0046] Exemplos 3-18
[0047] Os Exemplos 3-10 foram realizados para testar a aderência e a resistência/durabilidade dos adesivos dos Exemplos 1 e 2 em comparação com outros adesivos e contra uma matéria prima para controle de matéria prima quando aplicados a uma composição de borracha de neopreno. Borracha de neopreno é comumente usada em molas pneumáticas.
[0048] Os Exemplos 3-6 foram preparados para medir a resistência ao descascamento (verde) não curado. Esta medição mostra principalmente a aderência da junta. Isto indica uma aderência inicial para prender uma junta temporariamente até que ela possa ser curada.
[0049] Os exemplos 7-10 foram preparados para medir a resistência ao descascamento curado, que mostra a força e a durabilidade da junta final curada.
[0050] A aplicação do adesivo na matéria prima de borracha verde foi feita com um pincel de esponja/espuma, a fim de obter uma camada fina e uniforme de aplicação. Foi permitido que o adesivo secasse à temperatura ambiente durante uma hora antes de as amostras não curadas serem testadas, e antes que as amostras curadas fossem curadas por aquecimento a 171° C por 11,5 min.
[0051] Nos Exemplos 3 e 7, nenhum adesivo foi aplicado. No Exemplo 3, duas matérias primas de neopreno não curadas foram aplicadas juntamente em um estado não curado. No exemplo 7, as matérias primas de neopreno foram aplicadas juntamente não curadas e foram curadas posteriormente. Isso fornece uma ligação muito forte, porque os mesmos materiais estão sendo contatados e curados juntos. A junta é apenas ligeiramente mais fraca do que uma peça não unida de borracha, em parte porque alguns contaminantes podem aflorar para a superfície da junta e contaminar a cura na junta. Consequentemente, estes Exemplos são considerados exemplos de controle, e não Exemplos comparativos.
[0052] Exemplos 4 e 8 foram tiras de borracha de neopreno ligadas a um adesivo à base de solvente hexano, feito de borracha natural e borracha de estireno-butadieno.
[0053] Os Exemplos 5, 6, 9 e 10 empregaram os adesivos feitos nos Exemplos 1 e 2.
[0054] Os Exemplos 11-18 são análogos aos Exemplos 3-10, diferindo apenas na utilização de uma borracha de Neopreno diferente. As borrachas de Neopreno 1 e 2 foram copolímeros de cloropreno e 2,3-dicloro-1,3-butadieno. A borracha de neopreno 1 tinha uma viscosidade Mooney de cerca de 100-120, e borracha de neopreno 2 tinha uma viscosidade Mooney de cerca de 41-51.
[0055] A força do teste de resistência ao descascamento dos Exemplos está resumida nas Tabelas 2 e 3.
Figure img0003
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[0056] Na construção das almofadas de adesão não curadas que foram usados no teste aderência dos Exemplos 36, a almofada de apoio foi fixada à matéria prima de borracha de neopreno verde usando supercola (cianoacrilato). Para as almofadas de adesão curadas que foram usadas nos Exemplos de 7-10 para determinar a resistência e a durabilidade da ligação adesiva, a almofada de apoio foi curada para matéria prima de borracha sem supercola.
[0057] Nos exemplos 3-10, a matéria prima de borracha verde e a almofada de apoio foram pesadas antes de qualquer adesivo ser aplicado. Para a aplicação do adesivo, um pincel de esponja/espuma foi usado para aplicar o adesivo em uma camada fina e uniforme em cada face da almofada de adesão. Observou-se que todos os adesivos revestiram e umedeceram bem a borracha. As almofadas foram pesadas novamente depois que o adesivo foi aplicado e secas à temperatura ambiente por pelo menos uma hora, a fim de obter o peso do adesivo. Os pesos do adesivo em cada Exemplo eram aproximadamente os mesmos. Nos exemplos 7-10, após as almofadas serem montadas, as amostras foram curadas a 171° C por 11,5-min.
[0058] Um procedimento padrão para testes de descascamento a 180° em um Instron 4501 foi usado para todos os Exemplos 3-10. Estes Exemplos foram testados para descascamento a uma taxa de 2 pol./min. e a lacuna era de 127 mm. Os Exemplos 15-18 curados foram envelhecidos por 5 dias antes do teste. Esse mesmo teste foi realizado para adesão não curada (Exemplos 3-6, 11-14) e curada (Exemplos 7-10, 15-18).
[0059] São mostrados na Tabela 2 os resultados para curado e não curado do teste de descascamento a 180° para os Exemplos 3-10, respectivamente. São mostrados na Tabela 2 os resultados para curado e não curado do teste de descascamento a 180° para os Exemplos 11-18, respectivamente. Em cada Figura, a resistência ao descascamento media mais elevada indica o melhor desempenho do adesivo.
[0060] A Tabela 2 e 3 mostram a comparação de aderência não curada e a comparação de resistência adesiva curada. As formulações adesivas dos Exemplos 1 e 2 demonstram versatilidade em diferentes tipos de borracha de mola pneumática e no estado curado ou não curado. Além disso, os adesivos à base de água dos Exemplos 1 e 2 reduzem as emissões de VOC lançadas após secagem em comparação com um adesivo com base de solvente tradicional.
[0061] Exemplo 19
[0062] O adesivo do Exemplo 19 foi preparado misturando sequencialmente os componentes listados na Tabela 4 e permitindo que eles girassem lentamente em um recipiente fechado por pelo menos 24 horas para garantir a mistura e boa dispersão. O adesivo final tinha um teor de sólidos na faixa de 35-65% e um pH na faixa de 9-12.
Figure img0007
[0063] Exemplos 20-25
[0064] Os Exemplos 20-25 foram realizados para testar a aderência e a resistência/durabilidade do adesivo do Exemplo 19 em comparação com outros adesivos e em contra uma matéria prima para um controle de matéria prima, quando aplicado a um composto de pneu de mistura de borracha natural e de estireno-butadieno típico e que também incluía sílica e carbono, enxofre e aceleradores.
[0065] Os Exemplos 20-22 foram preparados para medir a resistência ao descascamento não curado (verde), que mostra principalmente a aderência da junta. Isto indica uma aderência inicial para prender uma junta temporariamente até que ela possa ser curada.
[0066] Os exemplos 23-25 foram preparados para medir a resistência ao descascamento curado, que mostra a força e a durabilidade da junta final curada.
[0067] A aplicação do adesivo na matéria prima de SBR/NR verde foi feita com um pincel de esponja/espuma, a fim de obter uma camada fina e uniforme de aplicação. Foi permitido que o adesivo secasse à temperatura ambiente durante uma hora antes de as amostras não curadas serem testadas, e antes que as amostras curadas fossem curadas por aquecimento a 171° C por 15 min. A quantidade de adesivo foi aproximadamente igual em todos os Exemplos.
[0068] Nos Exemplos 20 e 23, nenhum adesivo foi aplicado. No Exemplo 20, duas matérias primas de SBR/NR não curadas foram aplicadas em um estado não curado, no Exemplo 23, as matérias primas foram aplicadas juntas em um estado não curado e, então, curadas.
[0069] Os Exemplos 21 e 24 foram tiras de SBR/NR ligadas a um adesivo à base de solvente hexano, feito de borracha natural e borracha de estireno-butadieno.
[0070] Exemplos 22 e 25 empregaram o adesivo feito no Exemplo 19.
Figure img0008
[0071] O mesmo método de teste foi realizado nos Exemplos 20-25 foi realizado nos Exemplos 3-18.
[0072] São mostrados na Tabela 5 os resultados para não curado e, então, curado do teste de descascamento a 180° para os Exemplos 20-25, respectivamente. Na Tabela 5, a resistência ao descascamento media mais elevada indica o melhor desempenho do adesivo.
[0073] A Tabela 5 também mostra a comparação de aderência não curada dos Exemplos 20-22 e a comparação de resistência adesiva curada dos Exemplos 23-25. A formulação adesiva do Exemplo 19 testada nos Exemplos 22 e 25 demonstra excelente desempenho em SBR/NR no estado curado ou não curado. Além disso, o adesivo à base de água do Exemplo 19 reduz as emissões de VOC lançadas após secagem em comparação com o adesivo com base de solvente tradicional.
[0074] Exemplos Potenciais 26-28
[0075] Adesivos dos Exemplos potenciais incorporando resina de guaiúle podem ser preparados misturando sequencialmente os componentes listados na Tabela 6 e permitindo que eles girem lentamente em um recipiente fechado para garantir a mistura e boa dispersão.
[0076] Nos Exemplos Potenciais 26 e 27, uma resina guaiúle pode ser incorporada como o penetrante.
[0077] No Exemplo Potencial 27, uma forma purificada de látex de borracha de guaiúle pode ser usada como o componente de látex do adesivo.
[0078] No Exemplo Potencial 28, pode ser utilizado látex de guaiúle que inclui tanto a borracha de guaiúle quanto a resina de guaiúle.
[0079] S eria esperado que os produtos finais em cada um dos Exemplos Potenciais 26-28 tivessem um teor de sólidos na faixa de 35-65% e um pH na faixa de 9-12.
Figure img0009
Espera-se que as formulações adesivas à base de água potenciais acima terão emissões reduzidas de VOC e aderência melhorada e adesão curada. Em particular, estas vantagens podem ser úteis em aplicações de construção de pneu.
Exemplos 29-32
[0080] Os adesivos dos Exemplos 29 e 30 foram preparados misturando sequencialmente os componentes listados na Tabela 7 e permitindo que eles girem lentamente em um recipiente fechado por para garantir a mistura e boa dispersão. Os adesivos finais tinham um teor de sólidos na faixa de 50-60% e um pH na faixa de 9,5-11,5. O látex de guaiúle usado no Exemplo 30 estava em uma forma purificada que incluía apenas borracha de guaiúle com pouca ou nenhuma resina de guaiúle presente.
Figure img0010
[0081] O exemplo 31 é um exemplo comparativo de um adesivo com base de solvente. Uma comparação das resistências ao descascamento curado e não curado é fornecida abaixo na Tabela 8. Os testes e descascamento foram conduzidos aplicando os adesivos em matéria prima de borracha de estireno-butadieno curada e não curada (verde) em espessuras aproximadamente iguais. Foi permitido que o adesivo secasse à temperatura ambiente durante uma hora antes de as amostras não curadas serem testadas. As amostras curadas foram preparadas pelo aquecimento das matérias primas verdes com o adesivo aplicado sobre elas a 171° C por 15 min.
Figure img0011
[0082] Na medida em que o termo "inclui" ou "incluindo" é usado no relatório descritivo ou nas reivindicações, ele se destina a ser inclusivo de uma maneira similar à do termo "que compreende" conforme esse termo é interpretado quando empregado como uma palavra de transição em uma reivindicação. Além disso, na medida em que o termo "ou" é empregado (por exemplo, A ou B), ele se destina a significar "A ou B ou ambos". Quando o requerente pretende indicar "só A ou B, mas não ambos", então o termo "somente A ou B, mas não ambos" será empregado. Assim, o uso do termo "ou" neste documento é inclusivo, e não exclusivo. Vide Bryan A. Garner, A Dictionary of Modern Legal Usage 624 (2d. Ed. 1995). Também, na medida em que os termos "em" ou "ao" são usados na especificação ou reivindicações, destina-se a significar adicionalmente "no" ou "sobre". Além disso, na medida em que o termo "conectar" é usado na especificação ou reivindicações, destina-se a significar não somente "diretamente conectado a" mas também "indiretamente conectado a", tal como conectado através de um outro componente ou componentes.
[0083] Enquanto o presente pedido tem sido ilustrado pela descrição de suas encarnações, e enquanto as incorporações têm sido descritas em pormenores, não é a intenção dos requerentes restringir ou de alguma forma limitar o âmbito das reivindicações acrescentadas a tais pormenores. Modificações e vantagens adicionais aparecerão prontamente para aqueles versados na técnica. Portanto, o pedido, em seus aspectos mais amplos, não está limitado aos detalhes específicos, ao aparelho representativo e método e a exemplos ilustrativos mostrados e descritos. Por conseguinte, dissoluções podem ser feitas de tais detalhes sem se afastar do espírito ou o âmbito do conceito inventivo geral do requerente.

Claims (15)

1. Adesivo caracterizado por compreender:um látex polimérico;um penetrante selecionado a partir de um grupo consistindo em: terpenos, limoneno, polilimoneno, carvona, α-pineno, citral, dipenteno, 1,8-cineol, eucaliptol, citronelol, geraniol, citroneleno, terpinen-4-ol, borneol, cânfora, resina de guaiúle e suas combinações;um enchimento de reforço;em que o adesivo tem um teor de sólidos de 35-65% e um pH de 9 a 12.
2. Adesivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o pH do látex polimérico está na faixa de cerca de 7 a 14.
3. Adesivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o penetrante selecionado a partir de um grupo consistindo em terpenos, limoneno, polilimoneno, carvona, α-pineno, citral, dipenteno, 1,8- cineol, eucaliptol, citronelol, geraniol, citroneleno, terpinen-4-ol, borneol, cânfora e suas combinações; e o teor de sólidos do látex polimérico está na faixa de 10% a 90% em peso.
4. Adesivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender adicionalmente um taquificante com um pH de 2 a 13 e um teor de sólidos de 30 a 80.
5. Adesivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o látex polimérico compreende água e um polímero selecionado do grupo que consiste em policloropreno, borracha butílica, borracha natural obtida de hevea e não obtida de hevea, poliisopreno, polibutadieno, borracha nitrílica, poli(estireno-butadieno) e suas combinações.
6. Adesivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o látex polimérico compreende água e um polímero selecionado do grupo que consiste em policloropreno, borracha butílica, borracha natural obtida de hevea e não obtida de hevea, poliisopreno, polibutadieno, borracha nitrílica, e suas combinações.
7. Adesivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por compreender adicionalmente um estabilizador de surfactante não iônico.
8. Adesivo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o adesivo é livre de solvente de eluição ou contendo VOC.
9. Artigo de fabricação caracterizado por compreender:um componente de borracha elastomérica compreendendo um elastômero selecionado do grupo que consiste em: policloropreno, borracha butílica, borracha natural, borracha guaiúle, poliisopreno, polibutadieno, borracha nitrílica, poli(estireno-butadieno) e suas combinações;o componente de borracha elastomérica sendo unido na interface com um segundo componente de borracha ou outra porção do componente de borracha elastomérica;em que a interface inclui uma camada de adesivo, o adesivo compreendendo: um látex polimérico; um penetrante selecionado do grupo que consiste em: terpenos, polilimoneno, limoneno, carvona, α-pineno, citral, dipenteno, 1,8-cineol, eucaliptol, citronelol, geraniol, citroneleno, terpinen-4-ol, borneol, cânfora, resina de guaiúle e suas combinações; eum enchimento de reforço.
10. Artigo de fabricação, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o artigo é uma mola pneumática de borracha ou um componente de pneu.
11. Artigo de fabricação, de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que o adesivo tem um teor de sólidos de 35-65% e um pH de 9 a 12.
12. Método caracterizado por compreender as etapas de:misturar uma composição adesiva compreendendo:um látex polimérico;um penetrante selecionado a partir do grupo consistindo de: terpenos, polilimoneno, limoneno, carvona, α-pineno, citral, dipenteno, 1,8-cineol, eucaliptol, citronelol, geraniol, citroneleno, terpinen-4-ol, borneol, cânfora, resina de guaiúle e suas combinações; eum enchimento de reforço.
13. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado pelo fato de que o enchimento de reforço é adicionado como uma dispersão aquosa.
14. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado por compreender adicionalmente:manter um teor de sólidos de 35-65% e um pH de 9 a 12 na composição durante as etapas.
15. Método, de acordo com a reivindicação 12, caracterizado por compreender adicionalmente a etapa de aplicar o adesivo a uma composição de borracha não curada.
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