MXPA03004869A - Agente impregnante y adherente para textiles. - Google Patents

Abstract

El agente impregnante y adherente para textiles, comprende una mezcla de resorcinol o precondensado A de resorcinol-formaldehido, un latex B de caucho y una resina C de melamina-formaldehido, el procedimiento de impregnacion y los articulos de caucho reforzados son producidos usando los impregnados.

Description

AGENTE IMPREGNANTE Y ADHERENTE PARA TEXTILES CAMPO DE LA INVENCIÓN Esta invención describe agentes impregnantes y adherentes para textiles, especialmente para reforzar materiales los cuales son vulcanizados en caucho.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Los textiles tal como cuerdas o tejidos basados en rayón, poliamida, poliéster, alcohol polivinílico, fibra de vidrio y fibra aramídica los cuales se usan como refuerzos para artículos de caucho que son habitualmente impregnados con baños de látex los cuales adicionalmente contienen resinas de resorcinol-formaldehído. Tales baños son conocidos como soluciones químicas de resorcinol-formaldehído-látex o RFL. La impregnación sirve para mejorar la promoción de adhesión entre el caucho y el textil. De esta manera los textiles impregnados solo tienen en la zona del borde exterior (cerca de 1/10-1/30 de la sección transversal de la fibra o de la cuerda) una capa de impregnación la cual posteriormente promueve la adhesión al caucho durante la operación de vulcanización. El interior de la fibra o cuerda esta libre de impregnación de RFL, como un resultado de la cual la cuerda o tejido posee buena flexibilidad y tiene una alta resistencia a la fatiga debido a la estructura filamentar preservada. Los textiles basados en polióster o aramida, los cuales por su naturaleza química exhiben muy poca adhesión al caucho, son habitualmente sometidos a impregnaciones de dos baños. La primer etapa de impregnación, que es igualmente acuosa, se usa para aplicar una pequeña cantidad de un promotor de adhesión tal como isocianatos bloqueados o resinas epoxídicas a la estructura textil. Esto es seguido por la impregnación con un látex de resorcinol-formaldehído. Las soluciones químicas de RFL frecuentemente se producen en casa a través de los elaboradores de los ingredientes. El resorcinol y formaldehído se mezclan en una proporción de cantidad de substancia de 1 :1.5 a 1 :2; después de cerca de 6 horas de almacenamiento en un medio alcalino a temperatura ambiente, la solución de resina formada se añade a un caucho natural que contiene látex (NR), caucho de estireno-butadieno (SBR) o caucho de copolímero de vinilpihdina (VP) o una mezcla de los mismos. Además de unas 12 a 24 horas de "maduración" a temperatura constante, la cual es indispensable para un desarrollo uniforme de adhesión, el baño de esta manera producido se usa para impregnar textiles. Un manejo más simple se ofrece a través de las resinas de resorcinol-formaldehído precondensadas, las cuales se formulan junto con el látex de caucho y una solución de formaldehído acuosa para formar baños de RFL, en aquella, la etapa de maduración se puede omitir.

Sin embargo, debido a su contenido libre de formaldehído, ni el tipo de baño/ solución química es aceptable desde un punto de vista de la higiene ocupacional.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Es un objetivo de la presente invención proporcionar agentes impregnantes que llevan a resultados similares para la adhesión entre los refuerzos de caucho y textiles pero que contienen un poco si es que lo hay de formaldehído libre. Este objetivo se alcanza a través de un agente de impregnación y adhesión que comprende una mezcla de resorcinol o precondensado de resorcinol-formaldehído, un látex de caucho y una resina de melamina-formaldehído. La presente invención en consecuencia proporciona un agente impregnante y adherente para textiles para mejorar la adhesión del caucho, comprendiendo una mezcla de resorcinol o precondensado A de resorcinol-formaldehído, un látex B de caucho y una resina C de melamina-formaldehído. La presente invención además proporciona un procedimiento para producir un refuerzo de textil que tiene una adhesión mejorada al caucho, que comprende de refuerzo para textil que es tratado con un agente impregnante y adherente que comprende una mezcla de resorcinol o precondensado A de resorcinol-formaldehído, un látex B de caucho y una resina C de melamina-formaldehído y el subsiguiente secado. La presente invención proporciona además artículos de caucho que tienen una adhesión mejorada entre el refuerzo de textil y el caucho, en donde el refuerzo para textil ha sido impregnado con un agente impregnante y adherente que comprende una mezcla de resorcinol o policondensado A de resorcinol-formaldehído, un látex B de caucho y una resina C de melamina-formaldehído y que se ha vulcanizado con una mezcla de caucho en un artículo de caucho. Es una ventaja adicional de la invención que parte del policondensado de resorcinol de alto precio se puede reemplazar por una resina de melamina que es de bajo costo. No hay necesidad mayor para el manejo del formaldehído cuando se preparan las soluciones químicas. También se ha determinado que, de manera sorprendente las soluciones químicas de la presente invención tienen un almacenamiento distintamente mejorado o una estabilidad de maduración en comparación con las soluciones químicas compuestas de precondensados de resorcionol y látex de caucho, pero no de la resina de melamina-formaldehído que está presente de acuerdo a la presente invención.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS MODALIDADES PREFERIDAS El agente impregnante y adherente de la presente invención está sustancialmente libre de formaldehído. La fracción másica de formaldehído libre en el agente impregnante y adherente preferiblemente es menor de 0.5%. El agente impregnante y adherepte preferiblemente comprende precondensado A de resorcinol-formaldehído y resina C de melamina-formaldehído en una proporción masica (cada uno basado en la resina sólida) de 9:1 a 1 :9, preferiblemente 7:3 a 3:7 y más preferiblemente 4:6 a 6:4. La proporción de la suma total de las masas de los sólidos de las resinas A y C con la masa del sólido del caucho en el látex B (fracción másica de sólidos o contenido de caucho de cerca de 35 a 45 cg/g) preferiblemente es 1 :1.5 a 1 :1 :15, más preferiblemente 1 :1.7 a 1 :10 y especialmente 1 :2 a 1 :9. También es posible usar mezclas de resorcinol y el precondensado A de resorcinol-formaldehído. La proporción d la masa se refiere a la suma de las masas de resorcinol y el precondensado A El precondensado A de resorcinol-formaldehído contiene bloques de conformación derivados de formaldehído y de bloques de conformación que se derivan de resorcinol, la proporción cantidad de substancia de formaldehído con resorcinol es de 1 :1.05 a 1 :2, preferiblemente 1 :1.2 a 1 :1.9 y especialmente 1 :1.5 a 1 :1.8. Es esencial mantener una deficiencia estioquiométrica de formaldehído; esto mantiene a la resina con un peso molecular bajo y soluble. Opcionalmente, hasta el 10% del resorcinol se puede reemplazar por otros fenoles, preferiblemente fenoles dihídricos, siempre que el condensado preparado a partir de esto permanezca soluble en agua, es decir, cuando 1 g de resina se mezcla con 100 g de agua a temperatura ambiente no existen residuos insolubles visibles para el ojo humano. El látex B preferiblemente contiene una fracción másica de al menos 5%, en la fracción de sólidos, de los bloques de conformación derivados de 2-vinilpihdina. Los comopómeros insaturados sencillos o de multiplicación copolimerizados incluyen además, en particular, estireno y butadieno. Los latices de caucho que contienen bloques de conformación de vinilpiridina frecuentemente se conocen como "látex de vinilpiridina". Otros monómeros habituales en la química del caucho se pueden usar también, tal como metilbutadieno, viniltolueno, hexadieno y también esteres y otros derivados del ácido acrílico. De acuerdo a la invención, es posible usar mezclas de latices, proporcionando al menos una fracción másica de 10% si se usa de un látex que contiene bloques de conformación derivados de vinilpiridina. Frecuentemente, las mezclas con látex de caucho natural (NR) o látex de caucho de estireno-butadieno (SBR), se usan. En general, sin embargo, también es posible usar látex de caucho natural, látex de SBR, CR o NBR o mezclas adecuadas sencillas. Los latices adecuados también están disponibles comercialmente de los fabricantes de llantas o fabricantes de artículos de caucho industriales.

La resina C de melamina-formaldehído es un condensado no heterificado de formaldehído y melamina, la proporción de cantidad de substancia entre los bloques de conformación derivados de formaldehído y melamina en la resina C preferiblemente se encuentran entre 1.5:1 a 6:1 , más preferiblemente entre 1.8:1 a 3.8:1 y especialmente entre 2.1 :1 y 3.2:1. Las resinas C preferiblemente se usan como una solución acuosa de resinas pulverulentas. Las resinas se refieren como no heterificadas cuando no más del 10% de grupos N-metilol, son heterificados. También es posible para los refuerzos usados en la industria del caucho, por ejemplo tejidos o cuerdas basadas en algodón, rayón, poliamidas (nylon-6, nylon-6,6), polióster (polietilen tereftalato), aramida (m-fenilenoisoftalamida, p-fenilenotereftalamida), que se revestirán con una pre-solución química antes de la impregnación con el agente impregnante y adherente descrito, el cual contiene resinas de resorcinol, pre-soluciones químicas habitualmente que contienen isocianatos bloqueados o epóxidos en la forma de dispersiones acuosas. El paso a través de cada baño es seguido por un tratamiento térmico (secado o curado). Las combinaciones de epóxidos e isocianatos bloqueados también son efectivas. Los refuerzos para textiles son, si es necesario, impregnados con la solución de pre-solución química anteriormente descrita por medio de una máquina de impregnación adecuada. La tensión de la cuerda o tejido debe ser ajustada de manera tal que una buena penetración de la solución de impregnación en la cuerda o tejido sea posible. Se elimina la solución en exceso por medio de dispositivo purificador o boquillas de succión después de pasar a través del baño de impregnación. Después de que los textiles húmedos se han secado, habitualmente se someten a un tratamiento térmico a 130 a 235°C y preferiblemente a 180 a 220°C, en el curso del cual los textiles son tratados con tensión, opcionalmente. De esta manera los textiles pretratados opcionalmente se tratan con la solución o solución química de látex de caucho de resorcinol-formaldehído anteriormente descrito (RFL) en una segunda etapa de impregnación actual, la cual puede seguir inmediatamente después del pretratamiento pero también se puede realizar después de un período de almacenamiento de intervención. La fracción masica de sólidos de la solución química de RFL se encuentra en la escala de 10 a 35% y preferiblemente 20 a 30%. La elección de látex que se usará se puede realizar de acuerdo al caucho sólido en el cual el textil impregnado se vulcaniza. Después de pasar a través del baño de impregnación, el textil inicialmente se seca en una zona de secado y subsiguientemente se cura 130 a 235°C. Entonces el textil es tejido y usado para fabricar los artículos contemplados. De esta manera los refuerzos impregnados se pueden usar para producir cinturones en V, específicamente cinturones con puntas sin depurar, cintas de transportación, calcetines, membranas, llantas para automóviles, en particular como material de cinta. Cuerdas las cuales se han impregnado como se describió además pueden ser procesadas subsiguientemente en "tejidos para cuerdas". Los artículos de caucho producidos usando los textiles de esta manera preparados subsiguientemente se pueden cortar para darles forma, por ejemplo cinturones en V, cintas de transportación, calcetines, membranas. Ahora la invención se describirá más particularmente con referencia a los ejemplos. En la presente y de aquí en adelante, todos los porcentajes se encuentran en fracciones másicas (proporción de la masa de la sustancia en cuestión con la masa de la mezcla), a menos que se establezca lo contrario. Las concentraciones en "%" son fracciones másicas de la sustancia disuelta en la solución (masa de la sustancia disuelta dividida por la masa de la solución).

EJEMPLOS EJEMPLO 1 (COMPARATIVO) Una solución química convencional se prepara al mezclar 200 g de un látex de vinilpiridina comercialmente disponible (®Pliocord V 106 S, Goodyear Chemicals), 22.5 gramos de precondensado de resorcionol (®Penacolite Resin R 50, solución al 50% en agua, Indspec Chemical Corporation), 6 mi de solución acuosa de amoniaco al 25%, 9 mi de solución de formaldehído acuosa al 39% y 255 mi de agua totalmente libre de ion.

EJEMPLO 2 (INVENTIVO) Una solución química de acuerdo a la invención se prepara al mezclar 200 g de látex de vinilpiridina disponible comercialmente (®Pliocord V 106 S, Goodyear Chemicals), 11.25 g de un precopdensado de resorcinol (®Penacolite Resin R 50, solución al 50% en agua, Indspec Chemical Corporation), 11.25 g de solución acuosa al 50% de una resina de melamina no heterificada que tiene una proporción de cantidad de sustancia de formaldehido con melamina de cerca de 2.6:1 , 6 mi de solución de amoniaco acuosa al 25% y 255 mi de agua totalmente libre de ion.

EJEMPLO 3 (Prueba de adhesión a la cuerda aramtdica; impregnación con soluciones químicas no maduradas) Una cuerda aramídica disponible comercialmente (®Twaron, 1680 1 2 Z/S 250, Teijin Twaron BV) se impregna con una solución química como en el ejemplo 1 y una solución química como en el ejemplo 2. La carga (incremento másico debido al agente de impregnación, basado en la masa de cuerda impregnada después del secado) es de cerca del 7.5%. La cuerda aramídica se lleva a un tanque de impregnación, la solución en exceso es separada y la cuerda de impregnación se seca en un horno tubular a 100°C en el curso de un paso de tiempo de 1 minuto; el curado se realiza directamente después en un segundo horno tubular (tiempo de residencia de 2 minutos a 200°C).

EJEMPLO 4 (Prueba de adhesión a la cuerda aramídica; impregnación con las soluciones químicas maduradas) El ejemplo 3 se repite excepto que dos soluciones químicas se almacenan a temperatura ambiente (20°C) durante 14 días después de la preparación.

Prueba de adhesión La prueba de adhesión se realiza como una prueba T. Una cuerda impregnada se coloca entre dos tiras de caucho (composición de la tabla 1 ) de grosor igual y la estructura se vulcaniza a 145°C durante 45 minutos. Antes de la prueba, los especímenes de la prueba se almacenan a temperatura ambiente durante 24 horas. Un probador de tensión se usa para estirar las cuerdas del compuesto mixto a una proporción de extensión de 300 mm/min. Los resultados se resumen en el cuadro 2. La fórmula usada del caucho es: CUADRO 1 Fórmula de caucho El resultado medido reportado es la fuerza por longitud unitaria en la cual se observa cuando se estira el hilo.

CUADRO 2 Adhesión hacia la aramlda (fuerza de estiramiento de lonqitud específica FL en N/cm) Mientras una solución química convencional (policondensado de resorcipol y formaldehído junto con látex de vinilpiridina) proporciona un valor de adhesión aceptable cuando se prepara recientemente, el valor de adhesión disminuye por cerca de 20% a un nivel no aceptable después de que ésta solución química se ha almacenado durante 14 días. En contraste, la solución química de acuerdo a la presente invención, que inicia desde aproximadamente el mismo valor recién obtenido, se mejora en almacenamiento por cerca del 27% en términos del desempeño de adhesión. La solución química de acuerdo a la presente invención por lo tanto puede permanecer en los baños aún en el caso de rompimientos en el procedimiento de producción; los resultados no se deterioran como un resultado. En el caso de soluciones química convencionales, sin embargo, los baños tienen que volverse a llenar después de los rompimientos en el procedimiento de producción.

EJEMPLO 5 Prueba de adhesión a la cuerda de poliéster El ejemplo 3 se repite excepto que la cuerda de aramida se reemplaza por una cuerda de poliéster (1670 1 2 Z/S 340, KoSa GmbH & Co. KG). Para probar la estabilidad en almacenamiento, una comparación se dispone como en el ejemplo 4 entre soluciones químicas recién preparadas (como los ejemplos 1 y 2) y las soluciones químicas las cuales, antes de la operación de impregnación, se almacenan a temperatura ambiente durante 14 días después de la preparación.

El pre-secado se realiza como ya se hizo a 100PC durante 1 minuto, y el curado se realiza a 230°C durante 70 segundos. Los resultados de la prueba de adhesión, que se realiza como se describió anteriormente, se resumen en el cuadro 3.

CUADRO 3 Adhesión al polléster (fuerza de estiramiento de longitud específica FL en N/cm) No existe un mejoramiento en la adhesión en el almacenamiento, pero dentro del margen de error, la adhesión proporcionada por la solución química de acuerdo a la presente invención permanece virtualmente sin cambios (-4 %), mientras en el caso de la solución química convencional (ejemplo 1 ) la adhesión disminuye por cerca de 24% después del almacenamiento.

EJEMPLO 6 (Prueba de maduración a temperatura elevada) La solución química del ejemplo 2 de acuerdo a la presente invención se usa para realizar pruebas de maduración adicionales. Los siguientes valores de adhesión en cuerdas de poliéster (como en el ejemplo 5) se determina para las condiciones de almacenamiento especificadas en el cuadro 4: CUADRO 4 Adhesión a poliéster (fuerza de estiramiento de lonqitud específica F^ en N/cm) Se encuentra que el sistema de acuerdo a la presente invención proporciona ventajas aún en almacenamiento a temperaturas comparativamente altas. EJEMPLO 7 (SOLUCIÓN QUÍMICA CON RESORCINOL NO CONDENSADO) Se prepara una solución química de acuerdo a la fórmula del cuadro 5 (solución química 5A: comparación, resorcinol y formaldehído, solución química 5B: de acuerdo a la invención; resorcinol y resina de melamina, sin adición de formaldehído).

CUADRO 5 Composición de la solución química (masa en g) La prueba se realiza como en el ejemplo 5. El cordón usado es un cordón de polióster (1670 x 1 x 2 ZS 340, KoSa GmbH & Co. KG) Resultado Solución química 5A: 100% de adhesión Solución química 5B comparación con la solución química 5A: 138% La solución química comprende la resina de melamína que produce un incremento en la adhesión del 38%.

Claims (9)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN REIVINDICACIONES

1.- Un agente impregnante y adherente para textiles, que comprende una mezcla de resorcinol o policondensado A de resorcinol-fomaldehido, un látex B de caucho y una resina C de melamina-formaldehido.

2.- El agente impregnante y adherente para textiles de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el resorcinol o el precondensado A de resorcinol-formaldehido y la resina C de melamina-formaldehido están presentes en una proporción másica (cada uno basada en la resina sólida) de 9:1 a 1 :9.

3.- El agente impregnante y adherente para textiles de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la proporción de la suma total de las masas (fracción de sólidos en cada caso) de las resinas A y C con la masa del caucho (fracción de sólidos) en el látex B es 1 :1.5 a 1 :15.

4.- El agente impregnante y adherente para textiles de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la proporción de cantidad de substancia en el precopdensado A de resorcinol-formald?hido de los bloques de conformación derivados del formaldehido y los bloques de conformación derivados de resorcinol es de 1 :1.05 a 1 :2.

5.- El agente impregnante y adherente para textiles de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque la proporción de cantidad de substancia en la resina de melamina-formaldehido de los bloques de conformación derivados del formaldehido y aquellos derivados de melamina se encuentra entre 1.5:1 a 6:1.

6.- El agente impregnante y adherente para textiles de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el látex B contiene una fracción másica de al menos 5%, en la fracción de sólidos, de bloques de conformación derivados de 2-vinilpiridina.

7.- El agente impregnante y adherente para textiles de conformidad con la reivindicación 1 , caracterizado además porque el látex B es una mezcla de latices, al menos una fracción másica de 10% esta presente de un látex que contiene bloques de conformación derivados de vinilpiridina.

8.- Un procedimiento para producir un refuerzo para textiles que tiene una adición mejorada al caucho, que comprende el refuerzo para textil que se trata con el agente impregnante y adherente de conformidad con la reivindicación 1 y que es subsiguientemente secado.

9.- Un artículo de caucho que tiene una adhesión mejorada entre un refuerzo para textiles y el caucho, en donde el refuerzo para textiles se ha impregnado con un agente impregnante y adherente que comprende una mezcla de resorcinol o precondensado A de resorcinol-formaldehido, un látex B de caucho y una resina C de melamina-formaldehido y que se ha vulcanizado con una mezcla de caucho en una artículo de caucho.