BR112021000956A2 - misturas adesivas para borrachas - Google Patents
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Abstract
MISTURAS ADESIVAS PARA BORRACHAS.
A presente invenção refere-se a mistura adesivas, que contêm resorcinol e/ou éster de resorcinol, éter de melamina formaldeído e derivados de sulfenamida, assim como ácido silícico para seu uso em borrachas, sua produção, vulcanizados produzidos a partir desses e artigos compósitos e seu uso.
Description
[0001] A presente invenção refere-se a misturas adesivas, que contêm resorcinol e/ou éster de resorcinol, éter de melamina formaldeído e derivados de sulfenamida, assim como ácido silícico para seu uso em borrachas, sua produção, vulcanizados produzidos a partir desses e artigos compósitos e seu uso.
[0002] Artigos compósitos, tais como pneus, esteiras transportadoras, correias de todos os tipos, tais como, por exemplo, correias trapezoidais, mangueiras reforçadas, mangueiras de incêndio ou tecidos revestidos, devem ser tanto elásticos quanto também resistirem à tração ou pressão. Visto que os elastômeros se deformam sob carga, é necessário um suporte de reforço para a transmissão de força. Tais suportes de reforço consistem, dependendo da carga, em uma ou mais camadas de lona têxtil ou de aço, em parte, ambas são combinadas uma com a outra.
[0003] A fim de obter uma ligação ou aderência dos elastômeros nos respectivos suportes de reforço, um chamado sistema adesivo pode ser diretamente aplicado no suporte de reforço ou o sistema adesivo pode ser introduzido na borracha ou ambos os métodos podem ser combinados um com o outro.
[0004] Sistemas adesivos previstos para o revestimento de suportes de reforço, são denominados como sistema de látex de resorcinol-formaldeído (RFL) ou de resorcinol- formaldeído-sílica (RFS). Ambos são sistemas dispersos. A diferença essencial entre ambos os sistemas está na polaridade do meio. Sistemas RFL são dispersões no meio polar água, sistemas RFS podem ser entendidos como dispersão no meio apolar da mistura de borracha. Um terceiro componente, tal como, por exemplo, materiais de enchimento à base de ácido silícico, assume a função de um suporte.
[0005] Em sistemas promotores de adesão comercialmente disponíveis são frequentemente usados o resorcinol ou resinas de resorcinol (os chamados sistemas adesivos RFS), que são aplicados entre as inserções têxteis ou da lona de aço com os compósitos de borracha na construção de pneus. Além disso, esses contêm distribuidores de formaldeído e ácido silícico em uma mistura de borracha. Durante o tratamento de calor da mistura resulta, a partir do resorcinol e distribuidor de formaldeído, uma resina de resorcinol-formaldeído, que aumenta a ligação entre a borracha e o suporte de reforço.
[0006] A partir da EP-A 2960278, sabe-se que a diciclohexilbenzotiazilsulfenamida (DCBS) pode ser usada na borracha quanto também em misturas adesivas à base de borracha.
[0007] O objeto da presente invenção é encontrar um acelerador eficaz, que permite disponibilizar tanto uma adesão de borracha e tecido, assim como de borracha e metal com um melhor perfil de propriedades para a indústria processadora de borracha, com qualidade inalterada dos vulcanizados produzidos com tais preparações. Em particular, nem suas propriedades técnicas da borracha, assim como suas boas propriedades adesivas devem ser diminuídas entre a inserção ou a camada e os vulcanizados. Além disso, a processabilidade deve ser simples e portanto,
o processo ser econômico.
[0008] O perito sabe, que os pontos de reticulação, assim como a densidade de reticulação têm um papel importante na vulcanização.
[0009] Uma vantagem da reticulação de enxofre é a possibilidade de produzir uma adesão de borracha e metal através desse processo de vulcanização. A superfície do metal deve ser revestida, para esse fim, como um revestimento de latão, a fim de permitir uma sulfidação. Um ancoramento mecânico da borracha à ligação do metal resulta através de estruturas de Cu-Sx-C na camada limite de ambos os materiais e depende da velocidade de vulcanização, do teor de enxofre e do tipo de borracha.
[0010] Uma opinião amplamente divulgada é que a sulfidação na superfície do metal concorre com a velocidade de vulcanização e que a borracha adere tanto melhor no metal, quanto mais lenta decorre a vulcanização das cadeias de borracha, sendo que a ligação da borracha e do metal é tanto melhor quanto mais pontos de reticulação de polissulfeto/notas de reticulação se formarem. O efeito retardador de DCBS tem um efeito positivo sobre a adesão. As ligações de borracha e metal, que foram produzidas com DCBS como aceleradores de vulcanização, são significativamente mais estáveis e duráveis do que em comparação com as ligações à base de CBS.
[0011] A qualidade dos corpos moldados de borracha, neste caso, é caracterizada principalmente pelas pontes de enxofre como ligação, sendo que se distingue entre ligações mono-, di- e polissulfídicas. De maneira ideal, a proporção de pontos de ligações monossulfídicas deveria ser a menor possível.
[0012] Sabe-se que a estrutura de reticulação (crosslink structure) das sulfenamidas comercialmente disponíveis, tais como CBS (N-ciclohexil-2-benzotiazilsulfenamida) ou DCBS (N,N-diciclohexil-2-benzotiazilsulfenamida), varia muito.
[0013] A CBS forma, como se sabe, na borracha natural (NR), com a mesma concentração molar, cerca de 1/3 de pontos de reticulação monossulfídica (S1), 1/3 de dissulfídica (S2), assim como 1/3 de polissulfídica (Sx).
[0014] Em contrapartida, a DCBS forma mais pontos de reticulação polissulfídica do que em comparação com a CBS. Isso é novamente verificado em vulcanizados, que apresentam uma alta resistência à tração em comparação com vulcanizados à base de CBS.
[0015] Além disso, a aceleração nas misturas adesivas de borracha deveria ser selecionada de tal modo, que o tempo de fluidez permita uma margem suficientemente ampla para a reação da dissociação de formaldeído ou para a formação de resina, para que a ligação possa se realizar amplamente. Por isso, a DCBS com seu uso retardado de vulcanização provou ser repetidamente muito particular. O perito sabe, que justamente para a aderência da borracha e lona de aço recomenda-se especialmente o uso de DCBS.
[0016] De maneira surpreendente foi verificado, agora, que uma mistura adesiva, que contém resorcinol e/ou éster de resorcinol, éter de melamina formaldeído e pelo menos um derivado de mono- ou di-benzotiazilsulfenamida, assim como ácido silícico, mostra excelentes propriedades adesivas.
[0017] O objetivo da presente invenção são misturas adesivas, que contêm - resorcinol e/ou éster de resorcinol da fórmula (I)
(I), na qual todos os radicais R1 são iguais ou diferentes e representam hidrogênio (para resorcinol) ou um radical C1-C18-alquila em cadeia linear ou ramificada ou um radical fenila, preferivelmente metila ou estearila e - pelo menos um éter de melamina formaldeído da fórmula (I)
(II) na qual todos os radicais R2 são iguais ou diferentes e representam hidrogênio ou um radical C1-C4-alquila em cadeia linear ou ramificada ou um radical fenila, preferivelmente hidrogênio ou metila, de modo particularmente preferido, metila, mas sendo que não mais de 5, preferivelmente não mais de 4, de modo particularmente preferido, não mais de 3, de modo muito particularmente preferido não mais de 2 e na maioria das vezes, preferivelmente não mais de 1 radical R2 representa hidrogênio e/ou polímeros dos éteres de melamina formaldeído da fórmula (II) - pelo menos uma sulfenamida da fórmula (III) com x = 0 ou 1 e z = 1 ou 2, sendo que z e x na soma são 2 e y é 1 – 4, - pelo menos um material de enchimento à base de ácido silícico, preferivelmente ácido silícico de precipitação ou ácido silícico pirogênico, de modo particularmente preferido, ácido silícico de precipitação.
[0018] Como ésteres de resorcinol são preferidos compostos da fórmula (I) com (I) na qual R1 representa metila e/ou estearila. O resorcinol, neste caso, pode ser usado como composto comercialmente disponível, por exemplo, à venda pela empresa LANXESS Deutschland GmbH.
[0019] Como éteres de melamina formaldeído da fórmula (II)
(II) são preferidos aqueles, nos quais R2 representa metila ou aqueles, nos quais 2 a 4 radicais R2 correspondem a metila.
[0020] Em uma forma de realização da presente invenção, ao invés dos ou juntamente com os compostos da fórmula (II), também podem ser usados polímeros, em particular, di- , tri- ou tetrâmeros dos mesmos, dentre os quais devem ser entendidos compostos, nos quais respectivamente uma ou várias das funções amino de um composto da fórmula (II), ao invés de um radical CH2ORq (sendo que q pode ser 3, 4, 5, 6, 7 ou 8), estão ligadas por grupos -CH2- e/ou -CH2-O-CH2- com um outro grupo correspondente da fórmula (II). Na descrição abaixo das diversas formas de realização da presente invenção, os compostos da fórmula (II) devem ser entendidos de tal modo, que também são compreendidos os polímeros, em particular, di-, tri- ou tetrâmeros dos compostos. Também esses polímeros mencionados acima estão comercialmente disponíveis.
[0021] Como compostos da fórmula (III)
sao preferidos aqueles compostos, nos quais x é 0, y é 1 e z é 2, isto é, N,N-dibenzil-2-benzotiazilsulfenamida (DBzBS).
[0022] No caso dos compostos da fórmula (III) usados de acordo com a invenção, trata-se de compostos comercialmente dispponíveis. Esses podem ser produzidos alternativamente de acordo com o processo descrito no documento EP-A- 721946,assm, por exemplo, o composto preferido da fórmula (III) com x = 0, y = 1 e z = 2, através da reação de dissulfeto de 2,2’-dibenzotiazolila com dibenzilamina em um álcool anidro.
[0023] Como material de enchimento à base de ácido silícico é preferivelmente usado: - ácido silícico, em particular, ácido silícico de precipitação ou ácido silícico pirogênico, produzido preferivelmente através da precipitação de soluções de silicatos ou hidrólise de chama de halogenetos de silício com superfícies específicas de 5 – 1000, preferivelmente 20 – 400 m2/g (superfície BET) e com tamanhos de partículas primárias de 10 – 400 nm. Os ácidos silícicos podem estar opcionalmente presentes também como óxidos mistos com outros óxidos metálicos, tais como óxidos de Al, Mg, Ca, Ba, Zn, Zr, Ti. - silicatos sintéticos, tais como silicato de alumínio, silicatos de metais alcalino-terrosos, tais como silicato de magnésio ou cálcio, com superfícies BET de
20 – 400 m2/g e tamanhos de partículas primárias de 10 – 400 nm e/ou - silicatos naturais, tais como caulim e outros ácidos silícicos de origem natural.
[0024] Em uma forma de realização preferida da invenção, a mistura adesiva de acordo com a invenção contém, além disso, um ou mais materiais de enchimento à base de ácido silícico em tal forma, que nesses foram aplicados o resorcinol e/ou éster de resorcinol e/ou o éter de melamina formaldeído.
[0025] Em geral, o resorcinol e/ou o éster de resorcinol da fórmula (I) e o éter de melamina formaldeído da fórmula (II) podem ser usados em qualquer relação um ao outro.
[0026] Em uma forma de realização preferida, a soma dos ésteres de resorcinol da fórmula (I) e dos éteres de melamina formaldeído da fórmula (II) é de pelo menos 20 % em peso.
[0027] Particularmente preferidas, neste caso, são misturas adesivas, nas quais a proporção total de resorcinol ou dos ésteres de resorcinol da fórmula (I), éteres de melamina formaldeído da fórmula (II) e/ou polímeros e sulfenamida é de 20 – 80 % em peso, em particular, 25 – 55 % em peso, com base na mistura adesiva total, sendo que a proporção de compostos da fórmula (III) situa-se em 0,1 a 10 % em peso, preferivelmente 0,15 a 1,5 % em peso. De maneira ideal, o resorcinol ou os ésteres de resorcinol da fórmula (I), assim como os éteres de melamina formaldeído da fórmula (II) são aplicados no ácido silícico como suporte.
[0028] Nas misturas adesivas de acordo com a invenção, a proporção total de ésteres de resorcinol da fórmula (I), éteres de melamina formaldeído da fórmula (II) e/ou polímeros é preferivelmente de 20 – 80 % em peso, em particular, 25 – 55 % em peso e a proporção de sulfenamida da fórmula (III) é de 0,1 – 10 % em peso, com base na mistura adesiva total com ácido silícico.
[0029] Em uma outra forma de realização da presente invenção, a mistura adesiva de acordo com a invenção contém fuligens adicionais, em particular, fuligens, que foram produzidas de acordo com o processo negro de fumo, negro de fornalha e/ou negro de gás.
[0030] Naturalmente, podem ser usados materiais de enchimento adicionais. Em particular, para esse fim, são adequadas fuligens produzidas de acordo com o processo negro de fumo, negro de fornalha e/ou negro de gás, que possuem superfícies BET de 20 – 200 m2/g, tais como fuligens SAF, ISAF, IISAF, HAF, FEF ou GPF.
[0031] Essas misturas adesivas de acordo com a invenção, são preferivelmente produzidas misturando os componentes individuais da mistura, sendo preferível aplicar o resorcinol e/ou o éster de resorcinol da fórmula (I) e o éter de melamina formaldeído no ácido silícico.
[0032] Em uma outra forma de realização da invenção, as misturas adesivas de acordo com a invenção contêm adicionalmente borracha, reticuladores, materiais de enchimento e opcionalmente outros aditivos.
[0033] Como borracha no sentido da invenção, podem ser usadas a borracha natural (NR) e/ou borrachas sintéticas. Borrachas sinteticas preferidas são, por exemplo, BR – polibutadieno
ABR – copolímero de butadieno/ácido acrílico-éster C1-C4- alquílico CR - policloropreno IR - poliisopreno SBR - copolímeros de estireno/butadieno com teores de estireno de 1 – 60, preferivelmente 20 – 50 % em peso IIR - copolímeros de isobutileno/isopreno NBR - copolímeros de butadieno/acrilonitrila com teores de acrilonitrila de 5 - 60, preferivelmente 10 – 50 % em peso HNBR - borracha NBR parcialmente hidrogenada ou completamente hidrogenada EPDM - copolímeros de etileno/propileno/dieno.
[0034] Neste caso, é possível usar as borrachas em forma de borrachas comercialmente disponíveis.
[0035] O objetivo da invenção são, além disso, processos para a produção das misturas adesivas de acordo com a invenção, sendo que: - inicialmente o material de enchimento à base de ácido silícico é aplicado com éter (éteres) de melamina formaldeído da fórmula (II) e/ou polímeros dos mesmos e, em seguida, com éster (ésteres) de resorcinol da fórmula (I) ou - o material de enchimento à base de ácido silícico é aplicado ao mesmo tempo com éter (éteres) de melamina formaldeído da fórmula (II) e/ou polímeros dos mesmos e com éster (ésteres) de resorcinol da fórmula (I) ou - inicialmente o material de enchimento à base de ácido silícico é previamente introduzido com éster (ésteres) de resorcinol da fórmula (I) e, em seguida, aplicado com éter (éteres) de melamina formaldeído da fórmula (II) e/ou polímeros dos mesmos ou - o material de enchimento à base de ácido silícico é aplicado com uma mistura de éter (éteres) de melamina formaldeído da fórmula (II) e/ou polímeros dos mesmos e éster (ésteres) de resorcinol da fórmula (I) ou - o éster de resorcinol da fórmula (I) e o éter de melamina formaldeído da fórmula (II) e/ou polímeros dos mesmos são respectivamente misturados separadamente com o material de enchimento à base de ácido silícico e, em seguida, as misturas são unidas e depois disso, são acrescentadas à borracha com a sulfenamida da fórmula (III).
[0036] Caso outros aditivos, tais como materiais de enchimento adicionais, reticuladores, aceleradores de vulcanização e agentes auxiliares de borracha ou também agentes de proteção ao envelhecimento, estabilizadores de calor, agentes de proteção solar, antioxidantes, em particular, agentes de proteção de ozônio, agentes de proteção a chamas, agentes auxiliares de processamento, agentes de melhoramento de resistência ao impacto, plastificantes, agentes de aderência, agentes de expansão, corantes, pigmentos, ceras, diluentes, ácidos orgânicos, retardadores, óxidos metálicos e ativadores, em particular, trietanolamina, polietilenoglicol, hexanotriol, silanos e agentes de proteção à reversão, sejam usados na mistura, então esses são misturados na borracha juntamente com os componentes mencionados acima.
[0037] Além disso, no processo de mistura, os aditivos listados a seguir em detalhes, são acrescentados separadamente ou em qualquer mistura, tais como materiais de enchimento adicionais, reticuladores, aceleradores de vulcanização e agentes auxiliares de borracha e assim por diante.
[0038] Para produzir a mistura adesiva, é utilizado preferivelmente um misturador interno com laminador de mistura conectado a jusante. Do mesmo modo, é possível produzir a mistura adesiva apenas no laminador de mistura, a temperaturas de mistura < 110 oC, preferivelmente entre 20 - 90 oC.
[0039] Além disso, as misturas adesivas podem conter um ou mais reticuladores. Para esse fim, são adequados, em particular, os reticuladores à base de enxofre ou peroxídicos, sendo particularmente preferidos os reticuladores à base de enxofre.
[0040] Como reticuladores, o enxofre pode ser usado em forma elementar solúvel ou insolúvel ou em forma de distribuidores de enxofre. Como distribuidores de enxofre podem ser incluídos, por exemplo, o dissulfeto de dimorfolila (DTDM), 2-morfolinoditiobenzotiazol (MBSS), dissulfeto de caprolactama, tetrassulfeto de dipentametileno tiuram (DPTT) e dissulfeto de tetrametil tiuram (TMTD).
[0041] Basicamente, a reticulação da mistura elastomérica pode ocorrer com enxofre ou distribuidores de enxofre ou juntamente com outros aceleradores de vulcanização, para o que são adequados, em particular, ditiocarbamatos, tiuramas, tiazóis, xantogenatos, aminas bi- e policíclicas, derivados de guanidina, ditiofosfatos, caprolactamas e derivados de tioureia. Além disso, também são adequados diaminodiisocianatos de zinco, hexametilenotetramina, 1,3-bis(citraconimidometil)benzeno, assim como dissulfanos cíclicos. Preferivelmente, as misturas de borracha de acordo com a invenção, contêm reticuladores à base de enxofre e aceleradores de vulcanização.
[0042] Como reticuladores peroxídicos são preferivelmente usados o peróxido de bis(2,4- diclorobenzila), peróxido de dibenzoila, peróxido de bis(4- clorobenzoila), 1,1-bis(t-butilperoxi)-3,3,5- trimetilciclohexano, perbenzoato de terc-butila, 2,2-bis(t- butilperoxi)butano, valerato de 4,4-di-terc- butilperoxinonila, peróxido de dicumila, 2,5-dimetil-2,5- di(terc-butilperoxi)hexano, peróxido de terc-butilcumila, 1,3-bis(t-butilperoxiisopropil)benzeno, peróxido de di- terc-butila e 2,5-dimetil-2,5-di(terc-butilperoxi)-3- hexina.
[0043] Pode ser vantajoso, além desses reticuladores peroxídicos, usar ainda outros aditivos, com cujo auxílio o rendimento da reticulação pode ser aumentado: para esse fim, são adequados, por exemplo, o isocianurato de trialila, cianurato de trialila, tri(met)acrilato de trimetilolpropano, trimelitato de trialila, di(met)acrilato de etilenoglicol, di(met)acrilato de butanodiol, tri(met)acrilato de trimetilolpropano, diacrilato de zinco, dimetacrilato de zinco, 1,2-polibutadieno ou N,N’-m- fenilenodimaleinimida.
[0044] Como agentes de reticulação são usados de modo particularmente preferido, o enxofre, óxido de magnésio e/ou óxido de zinco.
[0045] Os agentes de reticulação e aceleradores de vulcanização são preferivelmente usados em quantidades de 0,1 a 10 phr, de modo particularmente preferido, de 0,1 a 5 phr.
[0046] As misturas adesivas podem conter outros aditivos, tais como aceleradores de reação, agentes de proteção ao envelhecimento, estabilizadores de calor, agentes de proteção solar, antioxidantes, em particular, agentes de proteção ao ozônio, agentes de proteção a chamas, agentes auxiliares de processamento, melhoradores da resistência ao impacto, plastificantes, agentes de aderência, agentes de expansão, corantes, pigmentos, ceras, diluentes, ácidos orgânicos, retardadores, óxidos metálicos e ativadores, em particular, trietanolamina, polietilenoglicol, hexanotriol, silanos e agentes de proteção à reversão.
[0047] Esses aditivos são preferivelmente usados em quantidades usuais que se ajustam, em particular, de acordo com a finalidade de uso. Quantidades usuais são 0,1 a 30 phr.
[0048] Como agentes de proteção ao envelhecimento são preferivelmente usados os fenóis alquilados, fenol estirenado, fenóis estericamente impedidos, tais como preferivelmente 2,6-di-terc-butilfenol, 2,6-di-terc-butil- p-cresol (BHT), 2,6-di-terc-butil-4-etilfenol, fenóis estericamente impedidos contendo grupos éster, fenóis estericamente impedidos contendo tioéter, 2,2’-metilen-bis- (4-metil-6-terc-butilfenol) (BPH), assim como tiobisfenóis estericamente impedidos.
[0049] Caso um desbotamento da borracha não seja importante, podem ser usados também agentes de proteção ao envelhecimento amínicos, por exemplo, misturas de diaril-p- fenilenodiaminas (DTPD), difenilamina octilada (ODPA), fenil-α-naftilamina (PAN), fenil-β-naftilamina (PBN), preferivelmente aquelas à base de fenilenodiamina, por exemplo, N-isopropil-N’-fenil-p-fenilenodiamina, N-1,3- dimetilbutil-N’-fenil-p-fenilenodiamina (6PPD), N-1,4- dimetilpentil-N’-fenil-p-fenilenodiamina (7PPD), N,N’-bis- (1,4-dimetilpentil)-p-fenilenodiamina (77PD).
[0050] Outros agentes de proteção ao envelhecimento são, por exemplo, fosfitos, tais como preferivelmente fosfito de tris-(nonilfenila), 2,2,4-trimetil-1,2-dihidroquinolina polimerizada (TMQ),2-mercaptobenzimidazol(MBI), metil-2- mercaptobenzimidazol (MMBI), metilmercaptobenzimidazol de zinco (ZMMBI), que na maioria das vezes é usado em combinação com os agentes de proteção ao envelhecimento fenólicos acima. TMQ, MBI e MMBI são usados principalmente para borrachas NBR, que são vulcanizadas peroxidicamente.
[0051] A resistência ao ozônio pode ser melhorada através de antioxidantes, tais como, por exemplo, N-1,3- dimetilbutil-N’-fenil-p-fenilenodiamina (6PPD), N-1,4- dimetilpentil-N’-fenil-p-fenilenodiamina (7PPD), N,N’-bis- (1,4-dimetilpentil)-p-fenilenodiamina (77PD), éter enólico ou acetais cíclicos.
[0052] Agentes auxiliares de processamento devem ser eficazes, de maneira ideal, entre as partículas de borracha e reagir contra forças de atrito ao misturar, plastificar e moldar. Como agentes auxiliares de processamento, as misturas adesivas de acordo com a invenção podem conter todos os agentes de deslizamento usuais para o processamento de materiais plásticos, tais como, por exemplo, hidrocarbonetos, tais como óleos, parafinas e ceras PE, álcoois graxos com 6 a 20 átomos de carbono, cetonas, ácidos carboxílicos, tais como ácidos graxos e ácidos de montana, cera PE oxidada, sais de metais de ácidos carboxílicos, amidas de ácidos carboxílicos, assim como ésteres de ácidos carboxílicos, por exemplo, com os álcoois etanol, álcoois graxos, glicerina, etanodiol, pentaeritritol e ácidos carboxílicos de cadeia longa como componente ácido.
[0053] A fim de diminuir a inflamabilidade e reduzir o desenvolvimento de fumaça durante a combustão, a composição da mistura adesiva de acordo com a invenção pode conter também agentes de proteção a chamas. Para esse fim, são usados, por exemplo, trióxido de antimônio, éster de ácido fosfórico, cloroparafina, hidróxido de alumínio, compostos de boro, compostos de zinco, trióxido de molibdênio, ferroceno, carbonato de cálcio ou carbonato de magnésio.
[0054] Antes da reticulação, outros materiais plásticos também podem ser acrescentados ao vulcanizado, que atuam, por exemplo, como agentes auxiliares de processamento poliméricos ou melhoradores de resistência ao impacto. Esses materiais plásticos são preferivelmente selecionados a partir do grupo, que consiste nos homo- e copolímeros à base de etileno, propileno, butadieno, estireno, acetato de vinila, cloreto de vinila, acrilato de glicidila, metacrilato de glicidila, acrilatos e metacrilatos com componentes alcoólicos de C1- a C10-álcoois ramificados ou não ramificados, sendo particularmente preferidos os poliacrilatos com radicais alcoólicos iguais ou diferentes a partir do grupo dos C4- a C8-álcoois, em particular, do butanol, hexanol octanol e 2-etil-hexanol, metacrilato de polimetila, copolímeros de metacrilato de metila-acrilato de butila, copolímeros de metacrilato de metila-metacrilato de butila, copolímeros de etileno-acetato de vinila, polietileno clorado, copolímeros de etileno-propileno, copolímeros de etileno-propileno-dieno.
[0055] Em uma forma de realização preferida, a mistura elastomérica contém 0,1 a 50 phr do agente de proteção à reversão 1,6-bis(N,N-dibenziltiocarbamoilditio)hexano (CAS- no 151900-44-6).
[0056] As misturas adesivas de acordo com a invenção, levam a uma boa aderência entre a borracha e a lona de poliamida, viscose, poliéster, aramida ou aço; de modo muito particularmente preferido, entre a borracha e fibras têxteis.
[0057] O objetivo da presente invenção é, além disso, o uso das misturas de acordo com a invenção como promotor de adesão em misturas de borracha, preferivelmente em misturas de borracha reticuláveis com enxofre, de modo particularmente preferido, em misturas de borracha contendo borrachas naturais e/ou sintéticas.
[0058] Um outro objetivo da invenção são vulcanizados, que podem ser obtidos através da vulcanização das misturas adesivas contendo borracha de acordo com a invenção, preferivelmente a temperaturas de massa de 100 a 200 oC, de modo particularmente preferido, a temperaturas de massa de 130 a 180 oC, assim como o respectivo processo para a produção de vulcanizados, através da vulcanização das misturas adesivas de acordo com a invenção, preferivelmente a temperaturas de massa de 100 a 200 oC, de modo particularmente preferido, a temperaturas de massa de 130 a 180 oC.
[0059] Do mesmo modo, são objetivos da invenção os artigos compósitos, preferivelmente em forma de pneus, esteiras transportadoras, correias de todos os tipos, correias trapezoidais, mangueiras reforçadas, mangueiras de incêndio ou tecidos revestidos, que contêm os vulcanizados de acordo com a invenção.
[0060] Os seguintes exemplos servem para ilustrar a invenção, sem, neste caso, agir limitando os mesmos. Exemplos de execução: Exemplos de produção dos sistemas adesivos:
[0061] Referência de mistura, assim como as misturas de borracha 1 e 2 foram produzidas tal como segue: Tabela l: mistura mistura adesiva 1 (de adesiva 2 (de acordo com a acordo com a invenção) invenção) ácido silícico CAS-No. 7631- 12,7 12,7 86-9 éter de melamina formaldeído 4,6 4,6 da fórmula (I) com R2 = hidrogênio (4x) e metila (2x), em ácido silícico (50 %) resorcinol e ácido esteárico 3,4 3,4 (2:10 benzotiazilsulfenamida da 0,7 0,9 mistura mistura adesiva 1 (de adesiva 2 (de acordo com a acordo com a invenção) invenção) fórmula (III) com x = 0, y = 1 e z = 2 (DBzBS)
[0062] Para preparar as misturas de borracha 1 e 2, inicialmente o ácido silícico foi misturado com éter de melamina formaldeído da fórmula (II) e, em seguida, aplicado com resorcinol e ácido esteárico, sendo que as quantidades aplicadas e os edutos correspondem à tabela 1. Em seguida, essas misturas foram misturadas com a sulfenamida da fórmula (III). Preparação da mistura de borracha a partir das misturas adesivas 1 e 2
[0063] Em um misturador interno foram acrescentados sucessivamente à borracha natural a mistura adesiva 1 ou a mistura adesiva 2 e, e seguida, fuligem, assim como óleo mineral. As substâncias aplicadas e quantidades aplicadas resultam da tabela 2. O misturador interno tinha uma temperatura < 90 oC e o tempo de permanência dos componentes adesivos foi inferior a 5 minutos.
[0064] No laminador foram incorporados, em seguida, dependendo da mistura, ou a diciclohexilbenzotiazilsulfenamida / enxofre para referência ou a benzotiazilsulfenamida da fórmula (III) com x = 0, y = 1 e z = 2, enxofre, assim como os outros componentes para as misturas de borracha 1 ou 2 nas quantidades indicadas na tabela 2.
[0065] O laminador de mistura tinha uma temperatura inferior a 40 oC. As folhas laminadas assim obtidas foram utilizadas para a medição da resistência progressiva ao rasgo e elasticidade do ricochete.
[0066] O misturador interno tinha uma temperatura < 90 oC. O tempo de permanência dos componentes adesivos foi inferior a 5 minutos.
[0067] Uma outra parte das misturas foi vulcanizada em uma prensa de aquecimento elétrica. A temperatura de reticulação foi de T = 150 oC, a pressão de prensagem p foi de 100 bar. O tempo de reticulação t foi de 3180 segundos em uma conversão de t95. Tabela 2: Receita de borracha referência mistura de mistura de de acordo borracha 1 borracha 2 com a EP-A- (de acordo (de acordo 2960278 com a com a invenção) invenção) borracha natural TSR 100 100 100 fuligem 50 50 50 ácido silícico CAS-No 7631-86-9 12,7 12,7 12,7 óleo mineral 4 4 4 óxido de zinco 8 8 8 éter de melamina formaldeído (4x) 4,6 4,6 4,6 e metila (2x) em material de enchimento (50 %) resorcinol e ácido esteárico (2:1) 3,4 3,4 3,4 ENXOFRE 4,5 4,5 4,5 diciclohexilbenzotiazilsulfenamida 0,7 (estado da técnica) benzotiazilsulfenamida da fórmula 0,7 0,9 (III) com x = 0, y = 1 e z = 2 (DBzBS)
Erf. = de acordo com a invenção StdT = estado da técnica Dados de quantidade em phr (partes em peso para 100 partes de borracha) nome comercial fabricante/distribui dor borracha natural TSR/RSS 3 DEFO 700 empresa Weber & Schaer fuligem CORAX N 326 Degussa-EvoniK GmbH ácido silícico VULKASIL S LANXESS Deutschland GmbH 2,2,4-trimetil-1,2- VULKANOX HS/LG LANXESS Deutschland dihidroquinolina GmbH polimerizada óxido de zinco ZINKOXYD AKTIV LANXESS Deutschland GmbH enxofre MAHLSCHWEFEL 90/95 Solvay Deutschland CHANCEL GmbH óleo mineral TUDALEN 1849-TE Hansen&Rosenthal KG diciclohexilbenzotiazilsulfe VULKACIT DZ/EGC LANXESS Deutschland namida GmbH DBzBS LANXESS Deutschland éter de melamina formaldeído COHEDUR A250 LANXESS Deutschland como produto de condensação GmbH de melamina, formaldeído, metanol como material de enchimento (50 %) resorciol e ácido esteárico COHEDUR RS LANXESS Deutschland (2:1) GmbH
[0068] Para a determinação das propriedades da mistura de borracha ou dos vulcanizados, foram aplicados os seguintes métodos de medição: Comportamento Scorch (tempo de pré-vulcanização t3 e t5):
[0069] Além disso, com o mesmo teste tal como descrito acima, também é possível medir o comportamento de uma mistura. A temperatura selecionada foi de 130 oC. O rotor funcionou por tanto tempo, até o valor de torque, depois de passar um mínimo, aumentou para 5 unidades de Mooney em relação ao valor mínimo (t5). Quanto maior é o valor (unidade segundos), tanto mais lenta se realiza a pré- vulcanização. Na prática, na maioria das vezes é vantajoso um tempo de pré-vulcanização superior a 300 segundos que, considerando a segurança de processamento e gasto de tempo, no entanto, deveria ser inferior a 1000 segundos. Resistência progressiva ao rasgo (de acordo com a norma DIN 53515):
[0070] A força que um vulcanizado com um corte resiste à progressão do rasgo é chamada de resistência progressiva ao rasgo. Essa é expressa em N/mm e é determinada com uma máquina de teste de tração de acordo com o método “teste de ângulo segundo Graves” (norma DIN 53515). A determinação da elasticidade de ricochete ocorreu de acordo com a norma DIN 53512.
[0071] Os resultados de medição das misturas são compilados na tabela 3. Tabela 3: Compilação dos resultados parâmetro unidade norma referência receita receita DIN de de borracha borracha 1 2 vulcanização seg. DIN 753 876 830 de Mooney a 53523- 130 oC (t3) 4 parâmetro unidade norma referência receita receita DIN de de borracha borracha 1 2 vulcanização seg. DIN 841 997 941 de Mooney a 53523- 130 oC (t5) 4 resistência N/mm 53515 41,7 45,2 45,9 à progressão do rasgo elasticidade % 53512 40 40 41 de ricochete a 23 oC
[0072] A tabela 4 mostra os resultados da análise da estrutura nodal de redes com concentração do acelerador na borracha natural (tmax, 150 oC; 1,7 phr de enxofre). Tabela 4 parâmetro unidade referência receita de borracha 1 nós de redes % 4 12 monossulfídicas nós de redes % 38 34 dissulfídicas nós de redes % 58 55 polissulfídicas
[0073] A análise da estrutura nodal de redes pelo método tiol-amina (de acordo com Saville and Watson; 1967) baseia-
se na dissociação seletiva das diferentes pontes de enxofre por diversos reagentes. A fim de distinguir os três tipos de nós de redes entre si, necessitam-se de dois tióis de diferente seletividade. Para a dissociação exclusivamente de pontes de enxofre polissulfídicas, aplicou-se uma solução 0,5 molar de i-propanotiol e piperidina em n- heptano. Uma solução 1 molar de n-hexanotiol e piperidina em n-heptano foi utilizada ao mesmo tempo para a dissociação de nós de redes di- e polissulfídicas. As ligações monossulfídicas não reagiram no âmbito dos tempos de degradação com os reagentes usados.
[0074] A análise da estrutura nodal de redes do sistema DCBS para o vulcanizado de acordo com a invenção com uma conversão de 100 % (tmax) forneceu principalmente pontos de reticulações polissulfidicas (58 %) e uma proporção de 38 % para os nós de redes dissulfidicas, assim como 4 % de nós de redes monossulfídicas.
[0075] De maneira surpreendente, a DBzBS (N,N-dibenzil- 2-benzotiazilsulfenamida) forma também pontos de reticulações pouco monossulfídicas e, de forma comparável, muitos nós de redes di- assim como polissulfídicas.
[0076] Através do tempo Scorch visivelmente mais longo de DBBS em relação a DCBS (vide a tabela 3), a vulcanização e, assim, a formação de pontes de enxofre entre as cadeias de borracha individuais é retardada, de modo que a borracha pode se ancorar bem através de pontes Cu-Sx-C à liga de metal. Isso garante um uso seguro de DBBS como acelerador de vulcanização na produção de pneus.
[0077] Os resultados das medições mostram, que a mistura adesiva de acordo com a invenção apresenta uma melhora significativa do comportamento de pré-vulcanização (tempo de pré-vulcanização mais longo a 130 oC). Isso tem a vantagem particular, de que o tempo de fluidez da mistura permite uma margem suficientemente ampla para a reação da dissociação de formaldeído ou para a formação de resina, para que a ligação possa se realizar.
[0078] Além disso, as propriedades físicas, tais como elasticidade de ricochete, assim como a resistência contra a progressão do rasgo melhoram com outros parâmetros físicos comparáveis, tais como módulo 300 e resistência à tração.
Claims (10)
1. Mistura adesiva, caracterizada pelo fato de que contém - resorcinol e/ou éster de resorcinol da fórmula (I) na qual todos os radicais R1 são iguais ou diferentes e representam hidrogênio (para resorcinol) ou um radical C1-C18-alquila em cadeia linear ou ramificada ou um radical fenila, preferivelmente metila ou estearila e - pelo menos um éter de melamina formaldeído da fórmula (II) (II) na qual todos os radicais R2 são iguais ou diferentes e representam hidrogênio ou um radical C1-C4-alquila em cadeia linear ou ramificada ou um radical fenila, preferivelmente hidrogênio ou metila, de modo particularmente preferido, metila, mas sendo que não mais de 5, preferivelmente não mais de 4, de modo particularmente preferido, não mais de 3, de modo muito particularmente preferido não mais de 2 e na maioria das vezes, preferivelmente não mais de 1 radical R2 representa hidrogênio e/ou polímeros dos éteres de melamina formaldeído da fórmula (II) - pelo menos uma sulfenamida da fórmula (III) com x = 0 ou 1 e z = 1 ou 2, sendo que z e x na soma são 2 e y é 1 – 4, - pelo menos um material de enchimento à base de ácido silícico, preferivelmente ácido silícico de precipitação ou ácido silícico pirogênico, de modo particularmente preferido, ácido silícico de precipitação.
2. Mistura adesiva, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que no caso da sulfenamida da fórmula (III) trata-se de um composto, no qual x=0, y=1 e z=2.
3. Mistura adesiva, de acordo com uma das reivindicações 1 a 2, caracterizada pelo fato de que a proporção total de resorcinol e/ou ésteres de resorcinol da fórmula (I), éteres de melamina formaldeído da fórmula(II) e/ou polímeros é de 20 – 80 % em peso, em particular, 25 –
55 % em peso e a proporção de sulfenamida da fórmula (III) é de 0,1 – 10 % em peso, com base na mistura adesiva total.
4. Mistura adesiva, de acordo com uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que a mistura contém adicionalmente borrachas naturais e/ou sintéticas, preferivelmente borracha natural e/ou borrachas sintéticas selecionadas a partir do grupo, que contém polibutadieno, copolímero de butadieno/ácido acrílico-éster C1-C4-alquílico, policloropreno, poliisopreno, copolímeros de estireno/butadieno com teores de estireno de 1 – 60 % em peso, copolímeros de isobutileno/isopreno, copolímeros de butadieno/acrilonitrila com teores de acrilonitrila de 5 – 60 % em peso, borracha NBR parcialmente hidrogenada ou ou completamente hidrogenada e copolímeros de etileno/propileno/dieno e misturas desses.
5. Processo para a produção da mistura adesiva, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que - inicialmente o material de enchimento à base de ácido silícico é aplicado com éter (éteres) de melamina formaldeído da fórmula (II) e/ou polímeros dos mesmos e, em seguida, com éster (ésteres) de resorcinol da fórmula (I) ou - o material de enchimento à base de ácido silícico é aplicado ao mesmo tempo com éter (éteres) de melamina formaldeído da fórmula (II) e/ou polímeros dos mesmos e com éster (ésteres) de resorcinol da fórmula (I) ou - inicialmente o material de enchimento à base de ácido silícico é previamente introduzido com éster (ésteres) de resorcinol da fórmula (I) e, em seguida, aplicado com éter (éteres) de melamina formaldeído da fórmula (II) e/ou polímeros dos mesmos ou - o material de enchimento à base de ácido silícico é aplicado com uma mistura de éter (éteres) de melamina formaldeído da fórmula (II) e/ou polímeros dos mesmos e éster (ésteres) de resorcinol da fórmula (I) ou - o éster de resorcinol da fórmula (I) e o éter de melamina formaldeído da fórmula (II) e/ou polímeros dos mesmos são respectivamente misturados separadamente com o material de enchimento à base de ácido silícico e, em seguida, as misturas são unidas e depois disso, são acrescentadas à borracha com a sulfenamida da fórmula (III).
6. Uso da mistura adesiva, de acordo com uma das reivindicações 1 a 4, como promotora de adesão em misturas de borracha, preferivelmente em misturas de borracha reticuláveis com enxofre, de modo particularmente preferido, em misturas de borracha contendo borrachas naturais e/ou sintéticas.
7. Vulcanizados, caracterizados pelo fato de que podem ser obtidos através da vulcanização da mistura adesiva, de acordo com a reivindicação 4, a temperaturas de massa de 100 a 200 oC, preferivelmente a temperaturas de massa de 130 a 180 oC.
8. Processo para a produção de vulcanizados, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que as misturas adesivas, de acordo com a reivindicação 4, são vulcanizadas a temperaturas de massa de 100 a 200 oC, preferivelmente a temperaturas de massa de 130 a 180 oC.
9. Artigos compósitos, caracterizados pelo fato de que contêm vulcanizados, de acordo com a reivindicação 7.
10. Artigos compósitos, de acordo com a reivindicação 9, caracterizados pelo fato de que neste caso trata-se de pneus, esteiras transportadoras, correias de todos os tipos, correias trapezoidais, mangueiras reforçadas, mangueiras de incêndio ou tecidos revestidos.
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