BRPI0905239A2 - composição adesiva para pneus, processo de colagem e composição pré-ativadora de pneus e processo de pré-ativação de pneus - Google Patents
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Abstract
COMPOSIçãO ADESIVA PARA PNEUS, PROCESSO DE COLAGEM E COMPOSIçãO PRé-ATIVADORA DE PNEUS E PROCESSO DE PRé-ATIVAçãO DE PNEUS A presente invenção refere-se a uma composição adesiva para pneus a base de solventes naturais, a utilização em processo de colagem e composição de pré-ativação de pneus. A presente invenção se situa no campo da engenharia e química, mais especificamente, no campo de adesivos.
Description
Relatório Descritivo de Patente de Invenção
Composição Adesiva para Pneus, Processo de Colagem εComposição Pré-Ativadora de Pneus ε Processo de Pré-Ativaçãode Pneus
Campo da Invenção
A presente invenção refere-se a uma composição adesiva para pneus abase de solventes naturais, a utilização em processo de colagem e composiçãode pré-ativação de pneus. A presente invenção se situa no campo daengenharia e química, mais especificamente, no campo de adesivos.
Antecedentes da Invenção
Os adesivos de vulcanização são materiais largamente empregadospara consolidar união entre partes que podem ser borrachas vulcanizadas,borrachas vulcanizadas com outras não vulcanizadas, além de borrachasvulcanizadas ou não com outros materiais.
Tradicionalmente, esses adesivos contêm elastômeros tais comoborrachas naturais, estireno-butadieno, policloropreno ou polímerossemelhantes e aditivos para promoverem vulcanização, espessantes, cargas,entre outros, que são misturados em fases sólidas e, posteriormente,dissolvidos em solventes.
Os solventes usualmente empregados são misturas que compreendemhidrocarbonetos aromáticos e alifáticos, considerados de alta toxicidade,portanto sua substituição por outros solventes, que causem menores impactosambientais e à saúde humana tem sido grande motivo de pesquisa.
A substituição dos solventes aromáticos e alifáticos, por solventesnaturais formadas por terpenos cítricos e/ou outros terpenos naturais, tais comod-limoneno, terpinolenos, mirceno e linalol, tem sido uma alternativa para aprodução de adesivos de baixa toxicidade. Além disso, estes solventes são defonte renovável e obtidos como co-produtos de processos de extração de sucospara consumo humano.
No âmbito patentário, alguns documentos descrevem composiçãoadesiva a base de solventes naturais e a utilização em métodos de adesivagempara pneus.
O documento US 2003/0065080 descreve resinas de revestimento,adesivos e composições de cola compreendendo copolímeros de estireno e umterpeno como solvente e serem utilizados para fabricação de brinquedos. Apresente invenção difere desse documento por não compreender copolímerosde estireno e não ser utilizada para fabricação de brinquedos, e sim de pneus.
O documento US 5,863,987 descreve uma composição adesiva utilizadapara fabricação de pneus compreendendo copolímeros de piridina-estireno-butadieno, partículas de látex e resina termofixa. A presente invenção diferedesse documento por não compreender copolímeros de piridina-estireno-butadieno e resina termofixa, e por compreender solventes naturais, fato nãocitado no referido documento.
O documento US 6,136,123 descreve uma composição adesiva utilizadapara a fabricação de pneus compreendendo um copolímero de éster de ácidoacrílico e um peróxido orgânico. A presente invenção difere desse documentopor não compreender um copolímero de éster de ácido acrílico e um peróxidoorgânico e por compreender solventes naturais, fato não citado no referidodocumento.
O documento US 4,497,927 descreve uma composição adesiva parafabricação de pneus compreendendo água em emulsão de óleo com uma fasede óleo contínuo, no qual é dissolvido um composto de borracha vulcanizável.A presente invenção difere desse documento por não compreender água ememulsão de óleo e por compreender solventes naturais, fato não citado noreferido documento.
Do que se depreende da literatura pesquisada, não foram encontradosdocumentos antecipando ou sugerindo os ensinamentos da presente invenção,de forma que a solução aqui proposta possui novidade e atividade inventivafrente ao estado da técnica.
Sumário da Invenção
Em um aspecto, a presente invenção descreve uma composição adesivaà base de solventes naturais para recauchutagem de pneus.
É, portanto, um objeto da presente invenção uma composição adesivapara pneus, compreendendo:
a) componentes adesivos selecionados dentre elastômeros,agente taquificante, sal de metal de ácidos graxos superiores,agente de vulcanização, acelerador de vulcanização, aceleradorde vulcanização livre de precussores de nitrosaminas tóxicas asaúde humana antioxidantes, plastificantes, agente de controle deviscosidade antiozonantes e combinações dos mesmos;
b) solventes naturais escolhidos dentre terpenos;
c) co-solventes;
onde a quantidade de co-solvente é de 5% a 45% da quantidade dosolvente natural.
É, portanto um objeto adicional da presente invenção um processo decolagem de pneus compreendendo as etapas de:
a) aplicação de uma composição adesiva compreendendo:
i) componentes adesivos selecionados dentre elastômeros,agente taquificante, sal de metal de ácidos graxossuperiores, agente de vulcanização, acelerador devulcanização, acelerador de vulcanização livre deprecussores de nitrosaminas tóxicas a saúde humana,antioxidantes, plastificantes, agente de controle deviscosidade, antiozonantes e combinações dos mesmos;
ii) solventes naturais escolhidos dentre terpenos; e
iii) co-solventes;onde a quantidade de co-solvente é de 5% a 45% da quantidade dosolvente natural.; em pelo menos um dos substratos a serem unidos; e
b) junção dos substratos a serem unidos;
É ainda objeto adicional da presente invenção, composição pré-ativadora compreendendo:
a) solventes do grupo dos terpenos; e
b) solventes do grupos dos alcoóis.
Estes e outros objetos da invenção serão imediatamente valorizadospelos versados na arte e pelas empresas com interesses no segmento, e serãodescritos em detalhes suficientes para sua reprodução na descrição a seguir.Descrição Detalhada da Invenção
Os exemplos aqui mostrados têm o intuito somente de exemplificar umadas inúmeras maneiras de se realizar a invenção, contudo sem limitar, oescopo da mesma.
Pré-Ativador
A composição de pré-ativador para pneus da presente invençãocompreende componentes solventes selecionados do grupo dos terpenos,entre eles Iimoneno e terpinoleno e solvente do grupo dos alcoóis.
Processo de Pré-Ativação
A pré-ativação a que se refere o presente invento descreve processo depreparação do elastômero antes de receber o adesivo para posterior união daspartes. Preferencialmente, o solvente terpênico base é o Limoneno (d- e I-). Opré-ativador reage com a borracha ativando a camada superficial fazendo comque as ligações entre a superfície da borracha, a mistura adesiva e a outrasuperfície a ser unida (que pode ser de borracha, lona de tecido, etc.) sejammais fortes, tornando a união entre as partes mais coesas e estáveis.
O processo de pré-ativação compreende a etapa de espalhamento doproduto em pelo menos um substrato.
Composição adesiva para pneus
A composição adesiva para pneus da presente invenção compreende:a) componentes adesivos selecionados dentre elastômeros,agente taquificante, sal de metal de ácidos graxos superiores,agente de vulcanização, acelerador de vulcanização, aceleradorde vulcanização livre de precussores de nitrosaminas tóxicas àsaúde humana, antioxidantes, plastificantes, agente de controlede viscosidade, antiozonantes e combinações dos mesmos;
b) solventes naturais escolhidos dentre terpenos; e
c) co-solventes;
onde a quantidade de co-solvente é de 5% a 45% da quantidade dosolvente natural.
Componentes adesivosOs componentes adesivos da presente invenção compreendemquaisquer componentes que proporcionem caráter adesivo a composição,sendo selecionados do grupo contendo: elastômeros, agente taquificante,agente de alisamento, agente de vulcanização, acelerador de vulcanização,antioxidantes, plastificantes, agente de controle de viscosidade eantiozonantes. Em uma realização preferencial utilizou-se borracha Natural tipoRSS-1 na faixa de 100 Phr, breu na faixa de 15-60 Phr, estearato de Zinco(ZnSt) na faixa de 1 - 10 Phr como agente de alisamento, enxofre na faixa de0,5 - 5 Phr como agente de vulcanização e dissulfeto de tetrametiltiuram(TMTD) na faixa de 0,5 - 5 Phr como acelerador de vulcanização, polissulfetosorgânicos na faixa de 0,5 - 5 Phr como acelerador de vulcanização livre denitrosaminas.
Solventes Naturais
Os solventes naturais da presente invenção compreendempreferencialmente solventes que são majoritariamente formados por terpenoscítricos e/ou outros terpenos naturais, mais especificamente d-limoneno,terpinolenos, mirceno, Iinalol I-Iimoneno e sua mistura racêmica.Co-solventeOs co-solventes adequados para uso na presente invenção são qualquersolvente apoiar compatível com solventes terpênicos. Esses solventescompreendem, mais especificamente, compostos como éter dimetílico e tem afuncionalidade de regular a homogeneidade e o open time. Os co-solventessão preferencialmente utilizados em um percentual aproximado de 5 a 45% emrelação ao solvente natural.
Uso da Composição em pneus
A aplicação de composição adesiva da presente invenção compreendeem aplicar o adesivo entre os substratos que deseja se unir. O uso dacomposição da presente invenção se dá por um processo que compreende asetapas de:
a) aplicação de uma composição adesiva compreendendo:
i) componentes adesivos selecionados dentre elastômeros,agente taquificante, sal de metal de ácidos graxossuperiores, agente de vulcanização, acelerador devulcanização, acelerador de vulcanização livre deprecussores de nitrosaminas tóxicas à saúde humana,antioxidantes, plastificantes, agente de controle deviscosidade, antiozonantes e combinações dos mesmos;
ii) solventes naturais escolhidos dentre terpenos; e
iii) co-solventes;onde a quantidade de co-solvente é de 5% a 45% da quantidade dosolvente natural; em pelo menos um dos substratos a serem colados; e
b) junção dos substratos a serem colados;
Em uma realização preferencial a aplicação do adesivo é feita através doprocesso de espalhamento. A junção de um ou mais substratos da presenteinvenção compreende unir substratos de diferentes ou iguais característicasutilizando a composição adesiva. Em uma realização preferencial arecauchutagem de pneus é um processo onde é necessário unir duas partes deborracha vulcanizada com o adesivo para que se reconstitua o pneupropriamente dito.Processo de Recauchutagem
O processo de recauchutagem de pneus a que se refere o presenteinvento, compreende as etapas de
a) exame de pneus: exame para identificar se o pneu reúne condiçõessuficientes para ser restaurado;
b) raspagem de pneus: é realizada a raspagem da borracha que está emexcesso e medidos os parâmetros da banda de rodagem;
c) escariação: detecção de buracos e avarias na carcaça;
d) cola: o pneu recebe uma camada de cola para posteriormente sejaminseridas a ligação e a manta;
e) extrusora: preenchimento das avarias da carcaça;
f) cobertura: aplicação da manta na carcaça;
g) vulcanização a frio: montagem e vulcanização do pneu a frio;
h) vulcanização a quente: montagem e vulcanização do pneu a quente.Open Time
O conceito de que se trata o open time na presente invenção estárelacionado com o tempo necessário entre a aplicação do adesivo no substrato(a) e a união desse no substrato (b).
Exemplo 1. Realização Preferencial
Várias formulações foram testadas, variando-se a composição eproporções entre borracha naturais, sintéticas e aditivos, assim como acomposição e proporções entre solventes.
Dentre elas, podemos exemplificar uma composição adesiva, conformea tabela1:Tabela 1. Componentes das formulações e as faixas de composição doadesivo.
<table>table see original document page 9</column></row><table>
A mistura destes componentes é feita utilizando um misturador aberto derolos, sendo esta massa formada dispersada no solvente utilizando um reatorde mistura auxiliado por um agitador mecânico. Após a dispersão, o adesivoestá pronto para o uso. O adesivo foi testado em uma máquina do tipoautoclave à ar quente, variando tempo, temperatura e pressão. A adesãorealizada foi de corpos de prova do tipo borracha-borracha em um tempo de 90min., 140° C de temperatura e 5 bar de pressão. Os corpos de prova após aadesão foram enviados ao laboratório de ensaios do SENAI, para realizar umteste de força. Para este ensaio, foram feitas 3 formulações dentro da faixa devariação dos componentes conforme tabela acima mais um corpo de provacom o adesivo de uso convencional denominado CONTROLE.Exemplo 2.
Várias formulações foram testadas, variando-se a composição eproporções entre os solventes citados.
Dentre elas, podemos exemplificar uma composição pré-ativadora,conforme a tabela2:
Tabela 2. Componentes das formulações e as faixas de composição do pré-ativador.
<table>table see original document page 10</column></row><table>
A composição foi realizada com mistura homogênea dos componentes.Os versados na arte valorizarão os conhecimentos aqui apresentados epoderão reproduzir a invenção nas modalidades apresentadas e em outrosvariantes, abrangidos no escopo das reivindicações anexas.
Claims (47)
1. Composição adesiva para pneus caracterizada por compreender:a) componentes adesivos selecionados dentre elastômero, agentetaquificante, sal de metal de ácidos graxos superiores, agente devulcanização, acelerador de vulcanização, acelerador devulcanização livre de precussores de nitrosaminas tóxicas à saúdehumana, antioxidantes, plastificantes, agente de controle deviscosidade, antiozonantes e combinações dos mesmos;b) solventes naturais escolhidos dentre terpenos; ec) co-solventes;onde a quantidade de co-solvente é de 5% a 45% da quantidade dosolvente natural.
2. Composição adesiva, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadapelo elastômero compreender borracha natural tipo RSS-1.
3. Composição adesiva, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadapelo agente taquificante compreender breu na faixa de 15 - 60 Phr.
4. Composição adesiva, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadapelo sal de metal de ácido graxo compreender estearato de Zinco(ZnSt).
5. Composição adesiva, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadapor compreender a utilização do sal de metal de ácido graxo na faixade 1 - 10 Phr.
6. Composição adesiva, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadapelo agente de vulcanização compreender enxofre.
7. Composição adesiva, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadapor compreender a utilização do agente de vulcanização na faixa de-0,5 - 5 Phr.
8. Composição adesiva, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadapelo acelerador de vulcanização livre de precursores denitrosaminas tóxicas à saúde humana compreender polissulfetoorgânico.
9. Composição adesiva, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadapor compreender a utilização do acelerador de vulcanização livre deprecussores de nitrosaminas tóxicas à saúde humana na faixa de 0,5- 5 Phr.
10. Composição adesiva, de acordo com a reivindicação 9, caracterizadapelo acelerador de vulcanização compreender dissulfeto detetrametiltiuram (TMTD).
11. Composição adesiva, de acordo com a reivindicação 9, caracterizadapor compreender a utilização do acelerador de vulcanização na faixade 0,5-5 Phr.
12.Composição adesiva, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadapelos solventes naturais compreenderem terpenos cítricos e/ououtros terpenos naturais.
13. Composição adesiva, de acordo com a reivindicação 12,caracterizada pelos solventes naturais compreenderem d-limoneno,terpinolenos, mirceno, linalol, I-Iimoneno e mistura racêmica.
14. Composição adesiva, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadapelo co-solvente compreender compostos para regular ahomogeneidade e o open time.
15. Composição adesiva, de acordo com a reivindicação 14,caracterizada pelo co-solvente compreender éter dimetílico.
16. Composição adesiva, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadapela quantidade de co-solvente compreender o percentual de 5 à-45% da quantidade do solvente natural.
17. Processo de colagem de pneus caracterizado por compreender asetapas de:a) aplicação de uma composição adesiva compreendendo:i) componentes adesivos selecionados dentre elastômeros,agente taquificante, sal de metal de ácidos graxossuperiores, agente de vulcanização, acelerador devulcanização, acelerador de vulcanização livre deprecursores de nitrosaminas tóxicas à saúde humana,antioxidantes, plastificantes, agente de controle deviscosidade, antiozonantes e combinações dos mesmos;ii) solventes naturais escolhidos dentre terpenos; eiii) co-solventes;onde a quantidade de co-solvente é de 5% a 45% da quantidadedo solvente natural; em pelo menos um dos substratos a seremunidos;b) junção dos substratos a serem unidos;
18. Processo, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelaaplicação do adesivo compreender processo de espalhamento.
19. Processo, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelajunção ser feita com pelo menos dois substratos.
20. Processo, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado por umdos substratos compreender substratos diferentes ou iguais.
21. Processo, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado por umdos substratos compreender borracha vulcanizada.
22. Processo, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado peloadesivo ser utilizado para fazer a união entre as partes.
23. Processo, de acordo com a reivindicação 22, caracterizado porcompreender a adesivagem de pelo menos uma das partes com oadesivo para que se reconstitua o pneu propriamente dito.
24. Processo, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelamistura de componentes ser feita preferencialmente com a utilizaçãode um misturador aberto de rolos.
25. Processo, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelamassa formada a ser dispersada no solvente utilizandopreferencialmente um reator de mistura auxiliado preferencialmentepor um agitador mecânico.
26. Processo, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado peloelastômero compreender borracha Natural tipo RSS-1.
27. Processo, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado peloagente taquificante compreender breu na faixa de 15 - 60 Phr.
28. Processo, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo salde metal de ácido graxo compreender estearato de Zinco (ZnSt).
29. Processo, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado porcompreender a utilização do sal de metal de ácido graxo na faixa de-1 -10 Phr.
30. Processo, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado peloagente de vulcanização compreender enxofre.
31. Processo, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado peloagente de vulcanização compreender o uso na faixa de 0,5 - 5 Phr.
32. Processo, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado peloacelerador de vulcanização livre de precussores de nitrosaminastóxicas à saúde humana compreender polissulfeto orgânico.
33. Processo, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado porcompreender a utilização do acelerador de vulcanização livre deprecussores de nitrosaminas tóxicas à saúde humana na faixa de 0,5- 5 Phr.
34. Processo, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado peloacelerador de vulcanização compreender dissulfeto detetrametiltiuram (TMTD).
35. Processo, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado peloacelerador de vulcanização compreender o uso na faixa de 0,5 - 5Phr.
36. Processo, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelossolventes naturais compreenderem terpenos cítricos e/ou outrosterpenos naturais.
37. Processo, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelossolventes naturais compreenderem d-limoneno, terpinolenos,mirceno, linalol, I-Iimoneno e mistura racêmica.
38. Processo, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelo co-solvente compreender compostos para regular a homogeneidade e oopen time.
39. Processo, de acordo com a reivindicação 38, caracterizado pelo co-solvente compreender éter dimetílico.
40. Processo, de acordo com a reivindicação 17, caracterizado pelaquantidade de co-solvente compreender o percentual de 5 - 45% daquantidade do solvente natural.
41. Composição pré-ativadora para pneus, caracterizada porcompreender:a) solventes do grupo dos terpenos;b) solventes do grupo dos alcoóis;
42. Composição pré-ativadora para pneus, de acordo com areivindicação 41, caracterizada pelos terpenos compreenderemlimoneno e terpinoleno;
43. Composição pré-ativadora para pneus, de acordo com reivindicação 41, caracterizada pelo Iimoneno compreender sua composição nafaixa de 55-99%;
44. Composição pré-ativadora para pneus, de acordo com reivindicação 41, caracterizada pelo terpinoleno compreender sua composição nafaixa de 5-25%;
45. Composição pré-ativadora para pneus, de acordo com reivindicação 41, caracterizada pelo álcool absoluto compreender sua composiçãona faixa de 20-40%;
46. Processo de pré-ativação para pneus, caracterizada porcompreender etapa anterior à colagem do substrato;
47. Processo de pré-ativação para pneus caracterizada pela aplicação dacomposição compreender processo de espalhamento do produto empelo menos um substrato.
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