ITTO20070874A1 - Mescola adesiva a base acquosa per la produzione di pneumatici - Google Patents
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Description
D E S C R I Z I O N E
La presente invenzione è relativa ad una mescola adesiva a base acquosa per la produzione di pneumatici.
Generalmente, nella produzione di pneumatici le mescole adesive, comunemente chiamate cementi, sono a base di solventi organici. Tali mescole adesive mostrano una elevata efficienza di adesione ed una grande facilità di utilizzo. Tali caratteristiche sono dovute principalmente alla solubilità delle gomme nei solventi organici e, quindi, alla loro capacità di fondersi con un'altra gomma formando quasi un unico pezzo una volta che il solvente organico è evaporato.
Il maggiore svantaggio di questo tipo di mescole adesive è dovuto alla elevata quantità di solvente organico che contengono. Infatti, come è noto, i solventi organici sono altamente volatili e costituiscono un rischio ambientale e, soprattutto, un rischio per la salute dei lavoratori che ne sono a contatto. Un ulteriore possibile rischio dovuto all'evaporazione dei solventi organici riguarda la formazione con aria di miscele potenzialmente esplosive .
Per i motivi di cui sopra, recenti decisioni in ambito europeo hanno limitato drasticamente l'uso dei solventi organici nell'industria dei pneumatici, costringendo i produttori a trovare soluzioni diverse per garantire una corretta adesione degli strati di gomma .
Una alternativa alle mescole adesive tradizionali è quella delle mescole adesive a base acquosa. Nella realizzazione di tali mescole adesive, avendo sostituito il solvente organico con il solvente acqua, deve essere risolto il problema di garantire la dispersione in acqua di ingredienti che per la loro natura chimica hanno un comportamento idrofobo. A tale riguardo, si ricorre all'utilizzo degli emulsionanti, i quali, come è noto ad un tecnico del settore, comprendono un gruppo idrofobo in grado di legare l'ingrediente di interesse ed un gruppo idrofilo in grado di garantirne la dispersione in acqua. Gli emulsionanti hanno solitamente un efficacia selettiva verso il particolare composto, la qual cosa comporta che nella preparazione della mescola adesiva a base acquosa si ha la necessità di utilizzare differenti tipologie di emulsionanti.
È stato sperimentalmente constatato che la presenza di elevate quantità di emulsionanti e di differenti tipologie degli stessi può condizionare sfavorevolmente il potere adesivo della mescola. È quindi fortemente sentita l'esigenza di utilizzare nelle mescole adesive a base acquosa emulsionanti efficaci su un gran numero di ingredienti, diminuendo, così, nelle mescole adesive stesse sia le tipologie di emulsionanti sia il loro quantitativo.
È stato sorprendentemente ed inaspettatamente trovato da parte della Richiedente che una particolare classe di emulsionanti presenta carattere universale nei confronti dei diversi ingredienti della mescola adesiva a base acquosa.
Oggetto della presente invenzione è una mescola adesiva a base acquosa per la produzione di pneumatici comprendente in peso dal 5 al 80% di acqua, dal 10 al 60% di base polimerica a catena insatura reticolabile, dallo 0,2 al 1% di zolfo, dal 1 al 25% di carica rinforzante, dal 0,1 al 3,0% di ossido di zinco, e dal 0,1 al 1,0% di acceleranti; la detta mescola adesiva essendo caratterizzata dal fatto di comprendere da 0,1 a 10% di un emulsionante di formula generale (I)
CH3(CH2)nCON(CH3)CH2COOX (I)
in cui:
n è compreso tra 8 e 22
X è un catione metallico, preferibilmente un catione alcalino.
Preferibilmente, l ' emulsionante è
CH3( CH2) I8CON ( CH3) CH2COONa
Preferibilmente, l'emulsionante è compreso nella mescola adesiva in una quantità compresa tra 0,5 e 5% in peso.
Gli esempi che seguono servono a scopo illustrativo e non limitativo, per una migliore comprensione dell'invenzione.
ESEMPI
Sono state preparate quattro mescole adesive A, B, C e D. La mescola A è relativa ad una mescola adesiva a base solvente, la mescola B è relativa ad una mescola adesiva a base acquosa secondo l'arte nota, mentre le mescole C e D sono relative a mescole adesive a base acquosa in cui l'emulsionante secondo l'invenzione è stato utilizzato in percentuali diverse.
Le composizioni delle quattro mescole sono riportate in percentuali in peso nella Tabella I
TABELLA I
A B C D ACQUA _ 50,0 50,0 52,0 EPTANO 70,0 —— __ __ GOMMA NATURALE 18,0 25,0 25,6 26,6 NERO DI CARBONIO 9,0 13,0 13,0 13,0 ACIDO STEARICO 0,6 __ __ _ OSSIDO DI ZINCO 0,3 1,0 1,0 1,0 RESINA ADESIVA 2,0 5,0 3,6 3,6 ZOLFO 0,3 0,5 0,5 0,5 SULFONAMMIDE 0,3 0,5 0,5 0,5 EMULSIONANTI STANDARD —_ 5,0 2,5 _ Sodio-oleoylsarcosina _ _ 2,5 2,0 Gli emulsionanti standard utilizzati nella mescola B e C sono: l'acido naftilsolfonico per la dispersione di ossido di zinco, zolfo e acceleranti; animine alifatiche etossilate e acidi grassi etossìlati per la dispersione del nero di carbonio.
L'emulsionante secondo la presente invenzione utilizzato nelle mescole C e D è il Sodiooleoylsarcosina di formula CH3(CH2)isCON(CH3)CH2COONa.
Come potrà apparire evidente ad un tecnico del settore, le mescole adesive della presente invenzione possono comprendere oltre alla gomma naturale una qualsiasi base polimerica a catena reticolabile ottenuta per polimerizzazione di dieni coniugati e/o monomeri vinilici alifatici o aromatici. Ad esempio, le basi polimeriche che possono essere utilizzate sono scelte nel gruppo costituito da gomma naturale, 1,4-cis poliisoprene, polibutadiene, copolimeri isopreneisobutene eventualmente alogenati, copolimeri butadiene-acrilonitrile, copolimeri stirene-butadiene e terpolimeri stirene-butadiene-isoprene, ottenuti sia in soluzione che in emulsione, terpolimeri etilenepropilene-diene . Tali basi polimeriche possono essere utilizzate individualmente o in miscele tra loro.
Test di laboratorio
Ognuna delle mescole preparate è stata sottoposta ad un test di adesione secondo la norma ASTM D624 sia su gomma non vulcanizzata sia su gomma vulcanizzata. Inoltre, su ognuna delle mescole preparate sono stati eseguiti i test relativi alle proprietà reometriche secondo la norma ASTM D5289 ed alla viscosità secondo la norma ASTM D6080. In Tabella II sono riportati i risultati dei test sopra citati.
TABELLA II
A B C D
Viscosità (cps) 100 100 100 100 ML (dNm) 2,1 2,0 2,0 2,1 MH (dNm) 18,0 16,8 17,5 16,9 T10 (min) 0,7 0,5 0,6 0,5 T50 (min) 1,1 1,1 1,2 1,2 T90 (min) 2,9 3,0 3,2 3,2 Adesione a gomma cruda 2,00 1,20 1,70 1,70 (N/mm)
Adesione a gomma 20,00 10,00 17,00 19,70 vulcanizzata* (N/mm) ;* la gomma vulcanizzata è stata ottenuta secondo la norma ASTM 1382, vulcanizzando con un tempo di permanenza di 10 minuti a temperatura costante di 160°C.
Come risulta dalla Tabella II, la diminuzione delle diverse tipologie di emulsionanti nella mescola adesiva ne migliora il potere adesivo, fino ad arrivare ad una mescola adesiva comprendente una sola tipologia di emulsionante (mescola D) che presenta un potere adesivo sostanzialmente pari a quello della mescola adesiva a base di solvente organico (mescola A). Inoltre, come evidenziano i dati relativi alla mescola D, l'utilizzo di una sola tipologia di emulsionante consente di diminuire la sua quantità nella mescola, con i conseguenti vantaggi di stabilità e di potere adesivo che questo comporta.
In conclusione, disporre di un emulsionante a carattere universale consente di evitare l'uso di diverse tipologie di emulsionanti e di diminuire notevolmente il suo quantitativo.
Come si evince dai risultati di Tabella II, l'utilizzo di un emulsionante come rivendicato non pregiudica le altre caratteristiche della mescola, quali la viscosità e le caratteristiche reometriche.
Claims (5)
- R I V E N D I C A Z I O N I 1. Mescola adesiva a base acquosa per la produzione di pneumatici comprendente in peso dal 5 al 80% di acqua, dal 10 al 60% di base polimerica a catena insatura reticolabile, dallo 0,2 al 1% di zolfo, dal 1 al 25% di carica rinforzante, dal 0,1 al 3,0% di ossido di zinco, e dal 0,1 al 1,0% di acceleranti; la detta mescola adesiva essendo caratterizzata dal fatto di comprendere da 0,1 a 10% di un emulsionante di formula generale (I) CH3(CH2)nCON(CH3)CH2COOX (I) in cui: n è compreso tra 8 e 22 X è un catione metallico.
- 2. Mescola adesiva a base acquosa per la produzione di pneumatici secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che X è un catione metallico alcalino 3. Mescola adesiva a base acquosa per la produzione di pneumatici secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzata dal fatto che il detto emulsionante è CH3(CH2)i8CON(CH
- 3)CH2COONa
- 4. Mescola adesiva a base acquosa per la produzione di pneumatici secondo una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto di comprendere il detto emulsionante in una quantità compresa tra 0,5 e 5% in peso.
- 5. Pneumatico realizzato mediante l'utilizzo di una mescola adesiva a base acquosa secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti.
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