BR112017002573B1 - Promotor de adesão borracha-metal, composição de borracha, e pneu - Google Patents
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Abstract
a presente invenção refere-se a um promotor de adesão de borracha-metal caracterizado por incluir um composto (1) representado pela seguinte fórmula geral (a): (na fórmula, z representa uma estrutura selecionada a partir das seguintes fórmulas (z-1) a (z-4); m representa titânio ou zircônio; e (rcoo) representa um resíduo de um ácido carboxílico alifático com 2 a 25 átomos de carbono). fórmula química 1
Description
[001] A presente invenção refere-se a um promotor de adesão borracha-metal, e uma composição de borracha e um pneu utilizando o mesmo. Mais especificamente, a presente invenção refere-se a um promotor de adesão capaz de exercer uma alta força adesiva entre a borracha e um metal, que é equivalente ou superior à de um promotor de adesão contendo cobalto, sem conter cobalto associado a preocupações com toxicidade; e uma composição de borracha e um pneu usando o mesmo.
[002] Convencionalmente, a fim de melhorar o desempenho de pneus de automóveis, transportadores de correia e semelhantes, por exemplo, um cabo de aço ou semelhante que é chapeado com latão tem sido usado como material de reforço. A fim de melhorar a força adesiva entre o material de reforço e a borracha natural ou borracha sintética, a borracha contém um promotor de adesão. Como o promotor de adesão, um sabão metálico de cobalto (por exemplo, estearato de cobalto, naftenato de cobalto, talato de cobalto, sabão de metal de cobalto-boro ou similares) tem sido frequentemente utilizado devido às propriedades adesivas favoráveis com o cabo de aço e a borracha.
[003] No entanto, os compostos de cobalto tais como os sabões metálicos de cobalto mencionados acima estão listados no Grupo 2B que é dito ser "possivelmente carcinogênico para os seres humanos" na lista de riscos carcinogênicos classificados pela International Agency for Research on Cancer. Em adição, uma vez que o cobalto metálico que é uma matéria-prima de vários compostos de cobalto é um metal raro, seu fornecimento é instável. Conforme descrito acima, os compostos de cobalto (sabões metálicos de cobalto) utilizando uma matéria-prima susceptível de ser carcinogênica e também instável no fornecimento tendem a ser evitados, embora as propriedades adesivas com borracha e o metal (cabo de aço) sejam favoráveis, e há uma demanda por promotores de adesão alternativos (promotores de adesão não baseados em cobalto).
[004] Como um promotor de adesão não baseado em cobalto, por exemplo, um promotor de adesão contendo boro ou fósforo é conhecido. Mais especificamente, por exemplo, um promotor de adesão, tendo uma estrutura contendo três átomos de níquel ou bismuto ligados a boro ou fósforo através de um átomo de oxigênio e tendo tanto um resíduo de um ácido carboxílico aromático quanto um resíduo de um ácido carboxílico alifático, é conhecido (por exemplo, ver Documento de Patente 1). No entanto, o promotor de adesão descrito no Documento de Patente 1 tem um problema pelo fato de que a força adesiva quando aderindo a borracha e o metal não é suficiente.
[005] Documento de Patente 1 - Pedido de Patente Japonesa Não Examinada, Primeira Publicação N°. Hei 4-230397
[006] O problema a ser resolvido pela presente invenção é fornecer um promotor de adesão capaz de exercer uma alta força adesiva entre a borracha e um metal do que um promotor de adesão contendo cobalto sem conter cobalto que está associado a preocupações quanto à toxicidade; e uma composição de borracha e um pneu que utiliza o mesmo.
[007] Como um resultado de investigações intensivas para resolver os problemas acima, os presentes inventores encontraram os seguintes resultados que conduziram à conclusão da presente invenção: isto é, um composto tendo uma estrutura específica que contém um de titânio ou de zircônio ligado a boro ou fósforo através de um átomo de oxigênio e também tem um resíduo de um ácido carboxílico alifático que torna-se um promotor de adesão capaz de exercer uma alta força adesiva entre a borracha e um metal, ao invés de um promotor de adesão contendo cobalto, sem conter cobalto que é associado a preocupações quanto à toxicidade; e o composto também se torna um promotor de adesão capaz de exibir uma alta força adesiva entre a borracha e um metal, em comparação com o que tem positivamente um resíduo de ácido carboxílico aromático como descrito no Documento de Patente 1 mencionado acima.
[008] Isto é, a presente invenção inclui os seguintes aspectos.
[009] [1] Um promotor de adesão de borracha-metal caracterizado por incluir um composto (1) representado pela seguinte fórmula geral (A): Fórmula Química 1
[0010] Na fórmula, Z representa uma estrutura selecionada a partir das seguintes fórmulas (z-1) a (z-4); Fórmula Química 2
M representa titânio ou zircônio; e (RCOO) representa um resíduo de um ácido carboxílico alifático tendo 2 a 25 átomos de carbono).
[0011] [2] O promotor de adesão de borracha-metal, de acordo com o item [1], onde o M mencionado acima é titânio.
[0012] [3] O promotor de adesão de borracha-metal, de acordo como item [1] ou [2] acima, onde o Z mencionado acima é uma estrutura representada pela fórmula (z-1) mencionada acima.
[0013] [4] O promotor de adesão de borracha-metal, de acordo com o item [1] acima, onde o (RCOO) mencionado acima é um resíduo de um ácido monocarboxílico alifático saturado com 2 a 20 átomos de carbono.
[0014] [5] O promotor de adesão de borracha-metal, de acordo com o item [3] acima, onde o (RCOO) mencionado acima é um resíduo de ácido 2-etil-hexanoico, um resíduo de ácido neodecanoico, um resíduo de ácido hexadecanoico ou um resíduo de ácido octadecanoico.
[0015] [6] O promotor de adesão de borracha-metal, de acordo com qualquer um dos itens [1] a [5] anteriores, que é utilizado para aderir a borracha e um cabo de aço.
[0016] [7] Uma composição de borracha caracterizada por incluir: o promotor de adesão borracha-metal de acordo com qualquer um dos itens [1] a [6] acima; e um componente de borracha.
[0017] [8] A composição de borracha, de acordo com o item [7] acima, que contém 1 a 7 partes em massa do promotor de adesão de borracha-metal mencionado acima em relação a 100 partes em massa do componente de borracha mencionado acima.
[0018] [9] Um pneu caracterizado por ter um compósito de cabo de aço/borracha incluindo a composição de borracha de acordo com [7] ou [8] acima e um cabo de aço.
[0019] O promotor de adesão borracha-metal da presente invenção é, apesar de ser um promotor não baseado em cobalto, capaz de exercer uma força adesiva mais alta entre a borracha e um metal do que um promotor de adesão contendo cobalto, especialmente mesmo sob condições de calor úmido. Utilizando o promotor de adesão da presente invenção, é possível obter facilmente uma composição de borracha capaz de produzir adequadamente pneus de automóveis, transportadores de correia e similares que exibem uma forte adesão entre o cabo de aço e a borracha.
[0020] Um promotor de adesão de borracha-metal da presente invenção é caracterizado por conter um composto (1) como descrito acima. As espécies de metal no composto (1) são titânio ou zircônio. Entre eles, o titânio é preferencial, uma vez que um promotor de adesão capaz de conseguir uma adesão favorável entre o cabo de aço e a borracha é obtido.
[0021] Em seguida, o composto (1) na presente invenção será descrito em detalhes. (RCOO) no composto (1) representa um resíduo de um ácido carboxílico alifático com 2 a 25 átomos de carbono. O resíduo de um ácido carboxílico alifático com menos de 2 átomos de carbono é improvável que se torne um promotor de adesão excelente em compatibilidade com a borracha e, como um resultado, torna-se difícil obter um promotor de adesão que exerça uma alta força adesiva entre a borracha e a borracha e o metal, e então não é preferencial. Em adição, não só é difícil sintetizar o composto (1) com o resíduo de um ácido carboxílico tendo mais de 25 átomos de carbono, mas também é difícil dispersar na borracha ou adsorver à superfície do cabo de aço. Como um resultado, torna-se difícil obter um promotor de adesão que exerça uma alta força de adesão entre a borracha e o metal, e por isso não é preferencial.
[0022] Como o resíduo do ácido carboxílico alifático com 2 a 25 átomos de carbono, por exemplo, resíduos de um ácido monocarboxílico alifático ou de ácido dicarboxílico alifático podem ser preferencialmente exemplificados. Como estes resíduos, por exemplo, os resíduos derivados de um ácido monocarboxílico alifático ou de um ácido dicarboxílico alifático descritos abaixo podem ser preferencialmente exemplificados. Aqui, na presente invenção, o número de átomos de carbono do ácido carboxílico alifático refere-se ao número de átomos de carbono incluindo os do grupo carboxila.
[0023] Exemplos do ácido carboxílico alifático com 2 a 25 átomos de carbono incluem ácidos monocarboxílicos alifáticos saturados e ácidos monocarboxílicos alifáticos insaturados. Exemplos do ácido monocarboxílico alifático saturado incluem ácido etanoico, ácido propanoico, ácido butanoico, ácido pentanoico, ácido hexanoico, ácido 2-etil-hexanoico, ácido heptanoico, ácido octanoico, ácido nonanoico, ácido isononanoico, ácido decanoico, ácido neodecanoico, ácido dodecanoico, ácido tetradecanoico, ácido hexadecanoico, ácido heptadecanoico, ácido octadecanoico, ácido eicosanoico, ácido docosanoico, ácido tetracosanoico e ácido naftênico.
[0024] Exemplos do ácido monocarboxílico alifático insaturado incluem ácido 9-hexadecenoico, ácido cis-9-octadecenoico, ácido 11- octadecenoico, ácido cis-9,12-octadecadienoico, ácido 9,12,15- octadecatrienoico, 6,9,12-octadecatrienoico, ácido 9,11,13- octadecatrienoico, ácido eicosanoico, ácido 8,11-eicosadienoico, ácido 5,8,11-eicosatrienoico, ácido 5,8,11,14-eicosatetraenoico, ácido de óleo de tung, ácido de óleo de linhaça, ácido de óleo de soja, ácido de resina, ácido graxo de resina líquida, ácido de rosina, ácido abiético, ácido neoabiético, ácido palústrico, ácido pimárico e ácido dehidroabiético.
[0025] Exemplos do ácido dicarboxílico alifático com 2 a 25 átomos de carbono incluem ácidos dicarboxílicos alifáticos saturados e ácidos dicarboxílicos alifáticos insaturados. Exemplos do ácido dicarboxílico alifático saturado incluem ácido oxálico, ácido malônico, ácido succínico, ácido glutárico e ácido adípico. Exemplos do ácido dicarboxílico alifático insaturado incluem ácido fumárico e ácido maleico.
[0026] Entre os resíduos de ácido carboxílico mencionados acima, os resíduos de ácidos monocarboxílicos alifáticos saturados são preferenciais porque dificilmente afetam negativamente a reticulação de enxofre da borracha e, como um resultado, um produto curado de borracha tendo menos efeitos adversos sobre as propriedades físicas da borracha que é utilizado para pneus de automóveis, transportadores de correia e semelhantes pode ser obtido. Entre os resíduos de ácidos graxos saturados, um resíduo de um ácido monocarboxílico alifático saturado com 2 a 20 átomos de carbono é preferencial, e um resíduo de ácido 2-etil-hexanóico, um resíduo de ácido neodecanoico, um resíduo de ácido hexadecanoico ou um resíduo de ácido octadecanoico é mais preferencial.
[0027] Z no composto representado pela fórmula geral (A) mencionada acima é uma estrutura selecionada a partir das seguintes fórmulas (z-1) a (z-4). Fórmula Química 3
[0028] Entre as estruturas fórmula (z-1) acima é preferencial porque é fácil obter um promotor de adesão que exerça uma alta força adesiva entre a borracha e o metal.
[0029] O composto (1) na presente invenção pode ser obtido, por exemplo, pelo seguinte método.
[0030] Método de Produção 1: Um método de misturar e aquecer um ácido carboxílico alifático (a) tendo 2 a 25 átomos de carbono; um óxido (b-1) de um metal (titânio ou zircônio), um hidróxido (b-2) de um metal (titânio ou zircônio) ou um carbonato (b-3) de um metal (titânio ou zircônio) como uma fonte de metal; um éster de ácido bórico (d-1) de um álcool inferior tendo 1 a 5 átomos de carbono, um éster de ácido metabórico (d-2) de um álcool inferior tendo 1 a 5 átomos de carbono, um éster de ácido fosfórico de um álcool inferior tendo 1 a 5 átomos de carbono ou um éster de fosfito (d-4) de um álcool inferior tendo 1 a 5 átomos de carbono; e um ácido (e) capaz de formar um éster volátil com um resíduo de álcool inferior de 1 a 5 átomos de carbono presente nos ésteres (d-1) a (d-4), e remover o éster volátil resultante.
[0031] Método de Produção 2: Um método de produção incluindo uma primeira etapa de reagir um ácido carboxílico alifático (a) tendo 2 a 25 átomos de carbono, um ácido (e) capaz de formar um éster volátil com um resíduo de álcool inferior presente no éster (d) utilizado em uma segunda etapa descrita a seguir e hidróxido de sódio na presença de água para obter um sal sódico de um ácido carboxílico alifático e depois misturar e aquecer o sal sódico do ácido carboxílico alifático com um sulfato (c-1) de um metal (titânio ou zircônio), um cloreto (c-2) de um metal (titânio ou zircônio) ou um nitrato (c-3) de um metal (titânio ou zircônio) para obter um produto de reação; seguido de uma segunda etapa de adicionar, depois de remover água do sistema reacional contendo o produto da reação, o éster de ácido bórico (d-1) de um álcool inferior, o éster de ácido metabórico (d-2) de um álcool inferior, o éster de ácido fosfórico (d-3) de um álcool inferior ou o éster de fosfito (d-4) de um álcool inferior ao sistema reacional a partir do qual a água foi removida, e permitir que o produto de reação reaja com os ésteres (d-1) a (d-4).
[0032] Exemplos do ácido carboxílico alifático (a) com 2 a 25 átomos de carbono incluem os ácidos monocarboxílicos alifáticos mencionados acima tendo 2 a 25 átomos de carbono e similares.
[0033] Exemplos do óxido (b-1) do metal (titânio ou zircônio) incluem óxido de titânio (IV) e óxido de zircônio (IV). Exemplos do hidróxido (b-2) do metal (titânio ou zircônio) incluem hidróxido de titânio (IV) e hidróxido de zircônio (II). Exemplos do carbonato (b-3) do metal (titânio ou zircônio) incluem carbonato de titânio (IV) e carbonato de zircônio (IV).
[0034] Exemplos do sulfato (c-1) do metal (titânio ou zircônio) utilizado no Método de Produção 2 acima incluem sulfato de titânio (IV) e sulfato de zircônio (IV). Exemplos do cloreto (c-2) do metal (titânio ou zircônio) incluem cloreto de titânio (III), cloreto de titânio (IV) e oxicloreto de titânio. Exemplos do nitrato (c-3) do metal (titânio ou zircônio) incluem nitrato de titânio (IV), nitrato de zircônio (IV) e oxinitrato de zircônio.
[0035] Exemplos do éster de ácido bórico (d-1) de um álcool inferior incluem borato de trimetila, borato de trietila , borato de tripropila eborato de tributila. . Exemplos do éster de ácido metabórico (d-2) de um álcool inferior incluem metaborato de trimetila , metaborato de trietila , metaborato de tripropila emetaborato de tributila. . Exemplos do éster de ácido fosfórico (d-3) de um álcool inferior incluem fosfato de metila , fosfato de etila , fosfato de propila e fosfato de butila. . Exemplos do éster de fosfito (d-4) de um álcool inferior incluem fosfito de metila, fosfito de etila, fosfito de propila e fosfito de butila. .
[0036] Exemplos do ácido (e) incluem ácido etanoico, ácido propanoico e ácido butanoico.
[0037] No método de produção 1 acima, a proporção dos compostos (b-1) para (b-3) utilizados como fontes de metal é, por exemplo, de 20 a 300 partes em massa por 100 partes em massa do ácido carboxílico alifático (A) tendo 2 a 25 átomos de carbono. Além disso, a proporção dos ésteres (d-1) a (d-4) utilizados é, por exemplo, de 10 a 50 partes em massa por 100 partes em massa do ácido carboxílico alifático (a) tendo 2 a 25 átomos de carbono. Além disso, a proporção do ácido (e) utilizado é, por exemplo, de 10 a 50 partes em massa por 100 partes em massa do ácido carboxílico alifático (a) tendo 2 a 25 átomos de carbono.
[0038] No método de produção 2 acima, a proporção dos compostos (c-1) para (c-3) usados como fontes de metal é, por exemplo, de 20 a 800 partes em massa por 100 partes em massa do ácido carboxílico alifático (A) tendo 2 a 25 átomos de carbono. Além disso, a proporção dos ésteres (d-1) a (d-4) utilizados é, por exemplo, de 10 a 50 partes em massa por 100 partes em massa do ácido carboxílico alifático (a) tendo 2 a 25 átomos de carbono. Além disso, a proporção do ácido (e) utilizado é, por exemplo, de 10 a 50 partes em massa por 100 partes em massa do ácido carboxílico alifático (a) tendo 2 a 25 átomos de carbono.
[0039] Entre os métodos de produção acima, o Método de Produção 1 é preferencial e, em particular, o método de produção que inclui uma primeira etapa de misturar e aquecer um ácido carboxílico alifático (a) tendo 2 a 25 átomos de carbono, um ácido (e) capaz de formar um éster volátil com um resíduo de álcool inferior de 1 a 5 átomos de carbono presente nos ésteres (d-1) a (d-4), e os compostos (b-1) a (b-3) como fontes de metal para obter um produto de reação; seguido por uma segunda etapa de adicionar, após remover a água do sistema reacional contendo o produto da reação, os ésteres (d-1) a (d- 4) ao sistema reacional a partir do qual a água foi removida, e permitir que o produto da reação reaja com os ésteres (d-1) a (d-4), é preferencial porque é possível evitar a hidrólise dos ésteres (d-1) a (d- 4) pela água produzida na primeira etapa, e como um resultado, é possível produzir eficientemente o composto (1) na presente invenção.
[0040] No método de Produção 1 acima, a temperatura para reagir o ácido carboxílico alifático (a) com 2 a 25 átomos de carbono, os compostos (b-1) a (b-3) como fontes de metal, os ésteres (d-1) a (d-4) e o ácido (e) é, por exemplo, de 100 a 250°C e de preferência de 150 a 220°C. Além disso, o tempo de reação é, por exemplo, de 1 a 20 horas, e de preferência de 1 a 5 horas.
[0041] No Método de Produção 2 acima, a temperatura de reação no momento de reagir o ácido carboxílico alifático (a) tendo 2 a 25 átomos de carbono com hidróxido de sódio na presença de um solvente orgânico é usualmente de 20 a 100°C. Além disso, o tempo de reação é normalmente de 1 a 5 horas.
[0042] No Método de Produção 2 acima, a temperatura de reação no momento da reação do sal sódico de um ácido carboxílico alifático com os compostos (c-1) a (c-3) é usualmente de 20 a 100°C. Além disso, o tempo de reação é normalmente de 1 a 5 horas.
[0043] No Método de Produção 2, depois de reagir o sal sódico do ácido carboxílico alifático com os compostos (c-1) a (c-3), uma camada aquosa no sistema reacional é separada. Depois disso, ao remover o solvente presente na camada de óleo por destilação sob pressão reduzida, o promotor de adesão borracha-metal (sal metálico de ácido graxo) da presente invenção pode ser obtido.
[0044] A composição de borracha da presente invenção é caracterizada por conter o promotor de adesão da presente invenção e um componente de borracha. Como o componente de borracha, por exemplo, pode ser utilizada a borracha à base de dieno. Exemplos da borracha à base de dieno incluem borracha sintética à base de dieno e borracha natural (NR). Exemplos da borracha sintética à base de dieno incluem borracha de isopreno (IR), borracha de butadieno (BR), borracha de estireno-butadieno (SBR), borracha de estireno-isopreno- butadieno (SIBR), borracha de etileno-propileno-dieno (EPDM), borracha de cloropreno (CR) e borracha de acrilonitrilo-butadieno (NBR). Entre estes componentes de borracha, NR que é fácil de alongar e cristalizar e excelente em propriedades de fratura é preferencial.
[0045] Na composição de borracha de acordo com a presente invenção, um agente de enchimento tal como negro de fumo ou sílica pode ser misturado como um agente de reforço.
[0046] O negro de fumo não é particularmente limitado e, por exemplo, o negro de fumo do tipo SAF, ISAF, HAF ou FEF pode ser utilizado, e dois ou mais tipos destes podem ser utilizados em combinação. A quantidade de negro de fumo adicionada não é particularmente limitada, mas é de preferência de 20 a 100 partes em massa, e mais preferencialmente de 40 a 80 partes em massa em relação a 100 partes em massa da borracha à base de dieno.
[0047] Exemplos da sílica incluem sílica úmida (ácido silícico hidroso), sílica seca (ácido silícico anidro) e sílica tratada em superfície. No caso de adição de sílica, a sua quantidade adicionada não é particularmente limitada, mas é preferencialmente 0 partes em massa ou mais e 40 partes em massa ou menos, e mais preferencialmente 0,1 partes em massa ou mais e 20 partes em massa ou menos, em relação a 100 partes em massa da borracha à base de dieno.
[0048] O enxofre como um agente de vulcanização é usualmente adicionado à composição de borracha de acordo com a presente invenção. A quantidade adicionada de enxofre é preferencialmente de 1 a 10 partes em massa e mais preferencialmente de 2 a 8 partes em massa em relação a 100 partes em massa da borracha à base de dieno. Exemplos de enxofre incluem enxofre em pó, enxofre precipitado, enxofre coloidal, enxofre insolúvel e enxofre tratado com óleo, e não estão particularmente limitados.
[0049] Um acelerador de vulcanização pode ser adicionado à composição de borracha da presente invenção. Como o acelerador de vulcanização, por exemplo, um acelerador de vulcanização à base de sulfenamida pode ser mencionado. Aqui, os exemplos do acelerador de vulcanização de sulfenamida incluem N-ciclo-hexil-2-benzotiazol sulfenamida (CZ, abreviatura JIS: CBS), N-ter-butil-2-benzotiazol sulfenamida (NS, JIS Abreviatura: BBS), N-óxiodietileno-2 benzotiazol sulfenamida (OBS), N,N-diisopropil-2-benzotiazol sulfenamida (DPBS) e N,N-diciclo-hexil-2-benzotiazol sulfenamida (DZ, abreviatura JIS: DCBS).
[0050] O teor do acelerador de vulcanização é preferencialmente de 1 a 12 partes em massa, mais preferencialmente de 2 a 10 partes em massa e ainda mais preferencialmente de 3 a 9 partes em massa, em relação a 100 partes em massa do componente de borracha.
[0051] Em adição aos componentes acima, vários agentes de composição podem ser arbitrariamente adicionados à composição de borracha de acordo com a presente invenção. Exemplos de tais agentes de composição incluem ácido esteárico, cera, óleo, antioxidantes e auxiliares de processamento.
[0052] A composição de borracha da presente invenção pode ser preparada por amassadura utilizando um misturador tal como um misturador de Banbury ou um amassador que é comumente utilizado.
[0053] A composição de borracha da presente invenção pode ser adequadamente utilizada, em particular, como uma composição de borracha para cobrir vários cabos de aço. Em particular, é preferencialmente utilizado como uma composição de borracha para cobrir um cabo de aço utilizado como um material de reforço para um pneu, tal como uma camada de reforço para um pneu pneumático tal como uma camada de correia, uma camada de carcaça, uma camada de forro e similares, e uma camada de cobertura de cabo de aço é produzida por um dispositivo de cobertura tal como uma calandra de aço de acordo com um método convencional e este é usado como um elemento de reforço de pneu e moldado e vulcanizado de acordo com um método convencional, onde um pneu tendo um compósito de cabo de aço / borracha pode ser produzido.
[0054] O teor do promotor de adesão borracha-metal de acordo com a presente invenção na composição de borracha da presente invenção é preferencialmente de 1 a 10,0 partes em massa, e mais preferencialmente de 1 a 7,0 partes em massa, em relação a 100 partes em massa do componente de borracha.
[0055] A seguir, a presente invenção será descrita em detalhes fazendo referência a Exemplos da presente invenção e comparando- os com os Exemplos Comparativos. Nos Exemplos e Exemplos Comparativos, a menos que indicado de outro modo, "partes" e "%" referem-se a valores referidos em massa.
[0056] 796 g de uma solução aquosa de NaOH a 20% foram adicionados a um ácido misto de 63 g de ácido acético e 513 g de ácido neodecanoico, e então a mistura resultante foi aquecida e agitada a 90°C durante 1 hora. Em seguida, 800 g de uma solução de sulfato de titânio a 30% foram carregados, e então a mistura resultante foi aquecida e agitada a 90°C durante uma hora e seca sob pressão reduzida a 150°C durante uma1 hora. Em seguida, 80 g de borato de tributila foram deixados reagir com o sal metálico de titânio produzido, e acetato de butila produzido como um subproduto foi removido por destilação para obter um composto (1-1) utilizado na presente invenção. Dever-se-ia notar que o composto (1-1) também pode ser dito como um promotor de adesão (1-1) da presente invenção contendo o composto (1-1).
[0057] 796 g de uma solução aquosa de NaOH a 20% foram adicionados a um ácido misto de 63 g de ácido acético e 513 g de ácido neodecanoico, e então a mistura resultante foi aquecida e agitada a 90°C durante uma hora. Em seguida, 322 g de oxicloreto de zircônio (IV) octa-hidratado foram carregados, e então a mistura resultante foi aquecida e agitada a 90°C durante uma hora e seca sob pressão reduzida a 150°C durante uma hora. Em seguida, 80 g de borato de tributila foram deixados reagir com o sal metálico produzido de zircônio, e o acetato de butila produzido como um subproduto foi removido por destilação para obter um composto (1-2) utilizado na presente invenção. Dever-se-ia notar que o composto (1-2) também pode ser dito como sendo um promotor de adesão (1-2) da presente invenção contendo o composto (1-2).
[0058] 210 g de ácido neodecanoico, 147 g de ácido propiônico e 300 g de xileno foram carregados em um frasco reacional e aquecidos a 50°C com agitação mecânica. 171 g de hidróxido de cobalto (II) foram adicionados a esse, e a temperatura foi aumentada para 90°C com agitação mecânica para produzir um líquido azul móvel. Ademais, foi aplicado calor e a água da reação foi removida por carregamento de xileno utilizando uma armadilha de Dean & Stark. Após a temperatura atingir 140°C, 73 g de ácido benzoico dissolvido em 150 g de xileno foram adicionados gradualmente à mistura reacional, e a água produzida foi continuamente removida.
[0059] Após a conclusão da remoção da água, o xileno foi removido por destilação de curto caminho até uma temperatura máxima de 155° C, e um vácuo foi aplicado para completar a remoção. 138 g de borato de tributila foram adicionados. A mistura reacional foi aquecida a 190°C e submetida a refluxo durante 3 horas. 220 g de propionato de n-butila foram então removidos por destilação à temperatura máxima de 220°C, e foi aplicado vácuo para completar a remoção de éster para obter um composto comparativo (1'-1).
[0060] O composto comparativo (1'-1) foi um sólido azul duro representado pela fórmula seguinte: B (OCoOCOB') (OCoOCOA')2
[0061] [Na fórmula, OCOA'é um éster de ácido neodecanoico, e OCOB'é um éster de ácido benzoico]. Dever-se-ia notar que o composto comparativo (1'-1) também pode ser dito como um promotor de adesão comparativo (1'-1) contendo o composto comparativo (1'-1).
[0062] 100 partes de borracha natural (grau: RSS 1), 4 partes do promotor de adesão (1-1), 50 partes de negro de fumo (SEAST G-S fabricado por Tokai Carbon Co., Ltd.), 5 partes de óleo (Dutrex R fabricado por Shell Chemicals Japan Ltd.), 8 partes de branco de zinco, 1 parte de um antioxidante (Nocrac 810NA fabricado por Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd.), 5 partes de enxofre insolúvel, 2 partes de ácido esteárico e 0,5 partes de um acelerador de vulcanização (Nocceler CZ, fabricado por Ouchi Shinko Chemical Industrial Co., Ltd.) foram amassados a 40°C para obter uma composição de borracha (1) da presente invenção. Um produto curado (peça de teste) de uma composição de borracha na qual um cabo de aço foi colocado entre eles foi preparado utilizando a composição de borracha (1) obtida, e as propriedades adesivas entre o cabo de aço e a borracha foram avaliadas. O método para preparar uma peça de teste e o método para avaliar as propriedades adesivas são mostrados abaixo. Além disso, os resultados da avaliação são apresentados na Tabela 1.
[0063] A composição de borracha (1) foi submetida a um tratamento térmico por um rolo de teste duplo para preparar uma folha de borracha com uma largura de 100 mm, uma espessura de 6 mm e um comprimento de 100 mm. Duas peças de borracha com uma largura de 10 mm, uma espessura de 6 mm e um comprimento de 60 mm foram cortadas a partir da folha de borracha. Um cabo de aço de 1 x 4 x 0,25 mm revestido com bronze (Cu 65%, Zn 35%) foi colocado entre as duas peças de borracha mencionadas acima e vulcanizado a 160°C durante 10 minutos para preparar uma peça de teste de composição de borracha à qual o cabo de aço foi aderido.
[0064] Um teste de tração foi conduzido por um método de acordo com ASTM D2229 utilizando a peça de teste mencionada acima, e a força de adesão entre a borracha e o cabo de aço foi medida. Para a medição da força adesiva, foram realizados os três tipos de medições seguintes.
[0065] Força de adesão inicial: Uma peça de teste foi preparada por vulcanização sob as condições de vulcanização acima, e foi submetida imediatamente à medição.
[0066] Força adesiva após teste de envelhecimento higrotérmico: A peça de teste vulcanizada sob as condições de vulcanização acima foi submetida a envelhecimento por imersão em água sendo imersa em água quente a 90°C durante 72 horas, e depois a força de adesão foi medida.
[0067] Força adesiva após o teste de envelhecimento por aquecimento: A peça de teste vulcanizada sob as condições de vulcanização acima foi deixada em repouso a 110°C durante 72 horas para medir a força de adesão.
[0068] Dever-se-ia notar que os valores medidos das três forças de adesão mencionadas acima são valores de força adesiva relativos quando as forças adesivas de um sal metálico comparativo (1'-2) descrito posteriormente são consideradas como 100.
[0069] Uma composição de borracha (2) foi obtida do mesmo modo que no Exemplo 1, com a exceção de que o composto (1-2) (promotor de adesão da presente invenção) foi usado. Um teste de avaliação das propriedades adesivas foi realizado da mesma maneira que no Exemplo 1 e os resultados são mostrados na Tabela 1. Dever- se-ia notar que a quantidade do composto (1-2) utilizado foi tal que a concentração molar de metal na composição de borracha foi a mesma. Tabela 1
[0070] As composições de borracha comparativas (1'), (2') e (3') foram obtidas do mesmo modo que no Exemplo 1, exceto que o composto (1'-1) e os sais metálicos (1'-2) a (1'-3) (promotores de adesão comparativos) mostrados na Tabela 2 foram usados. Um teste de avaliação das propriedades adesivas foi realizado da mesma maneira que no Exemplo 1, e os resultados são mostrados na Tabela 2. Dever-se-ia notar que nos Exemplos Comparativos 1, 2 e 3, a quantidade de cada um do composto (1'-1) e dos sais metálicos (1'-2) a (1'-3) utilizados foi tal que a concentração molar de metal na composição de borracha foi a mesma. Tabela 2
[0071] A presente invenção é utilizada, por exemplo, em pneus de automóveis, transportadores de correia e similares, de modo a promover a adesão entre a borracha e um metal para melhorar o desempenho.
Claims (8)
1. Promotor de adesão de borracha-metal, caracterizado por compreender um composto (1) representado pela seguinte fórmula geral (A): Fórmula Química 1
(Na fórmula, Z representa uma estrutura selecionada a partir das seguintes fórmulas (z-1) a (z-4); Fórmula Química 2 
M representa titânio ou zircônio; e (RCOO) representa um resíduo de um ácido carboxílico alifático tendo 2 a 25 átomos de carbono).
2. Promotor de adesão de borracha-metal, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o dito M ser titânio.
3. Promotor de adesão de borracha-metal, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o dito Z ser uma estrutura representada pela dita fórmula (z-1).
4. Promotor de adesão de borracha-metal, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por o dito (RCOO) ser um resíduo de um ácido monocarboxílico alifático saturado com 2 a 20 átomos de carbono.
5. Promotor de adesão de borracha-metal, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado por o dito (RCOO) ser um resíduo de ácido 2-etil-hexanoico, um resíduo de ácido neodecanoico, um resíduo de ácido hexadecanoico ou um resíduo de ácido octadecanoico.
6. Composição de borracha, caracterizada por compreender: o promotor de adesão borracha-metal, como definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 5; e um componente de borracha.
7. Composição de borracha, de acordo com a reivindicação 6, caracterizada por conter de 1 a 7 partes em massa do dito promotor de adesão de borracha-metal em relação a 100 partes em massa do dito componente de borracha.
8. Pneu, caracterizado por compreender um compósito de cabo de aço/borracha incluindo a composição de borracha como definida na reivindicação 6 e um cabo de aço.
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