Método para adherir tejido a caucho, tejido tratado, y compuestos tejido-caucho.

Una composición que comprende al menos un polímero de imida maleinizada y al menos una sal metálica de un ácido carboxílico α

,ß etilénicamente insaturado, seleccionándose dicho polímero del grupo constituido por homopolímero de butadieno, copolímeros de butadieno, homopolímero de isopreno, copolímeros de isopreno y poli(anhídrido maleico-co-alquenil bencenos).

Método para adherir tejido a caucho, tejido tratado, y compuestos tejido-caucho.

La presente invención versa acerca de composiciones, preferentemente composiciones adhesivas, que comprenden polímero de imida maleinizada, más en particular composiciones adhesivas para unir caucho a tejido y reforzar compuestos de caucho con tejido, procedimientos para tratar un tejido para mejorar su adherencia al caucho, artículos de caucho reforzado y usos relacionados de estas composiciones.

Se usan artículos de caucho reforzado en una amplia variedad de aplicaciones de consumo e industriales. El rendimiento de los artículos de caucho moldeado reforzado depende de la adherencia del refuerzo al caucho. Los tejidos fabricados con hilos sintéticos tienden a ser difíciles de unir al caucho. En la práctica, se hacen varias cosas para mejorar la adherencia. Cuando se estiran las fibras, se aplica un acabado de hilado que puede contener un activador de la adherencia, tal como una resina epoxídica. El hilo puede ser termofijado antes o después del tejido para relajar la orientación puesta en la fibra al estirar y evitar la retracción durante la etapa de curado de la unión con el caucho. La retracción durante esta etapa afectará adversamente a la adherencia. Por último, para lograr una buena unión con el caucho, se aplica al tejido un revestimiento adhesivo por inmersión.

Un procedimiento normal de revestimiento por inmersión para aplicar el adhesivo puede implicar muchas etapas y está adaptado a cada aplicación; es decir, puede usarse un adhesivo diferente dependiendo del tipo de tejido y del caucho con el que ha de moldearse. Algunas de las etapas pueden incluir una inmersión del tejido previa al tratamiento con un poliisocianato disuelto en un disolvente. El tejido es secado a continuación y se hace que atraviese un horno de aire forzado para curar el revestimiento y termofijar el tejido. Esta operación puede ser seguida por un tratamiento de inmersión subsiguiente en un baño de látex reforzado con resina (RFL) y un segundo recorrido a través del horno. La composición de estos baños puede incluir la adición de otros promotores de la adherencia, tales como compuestos epoxídicos, fenólicos o similares. Se forma un baño de RFL preparando una solución resinosa al 6% de resorcinol y formaldehído u otro donador de metileno en agua. Se deja que esta solución reaccione durante cierto tiempo con un pH y una temperatura especificados y luego se vierte en un látex de caucho y, nuevamente, se da a la mezcla cierto tiempo para que “madure” antes de usarla. La patente estadounidense 3.307.966, transferida a E. I. DuPont describe tal procedimiento.

En la práctica, estos tipos de adhesivos de inmersión de RFL tienen varios inconvenientes, incluidos los siguientes. La duración de conservación de la composición adhesiva depende de varios factores, incluyendo el pH, la temperatura y los ingredientes exactos, y es difícil de controlar. La duración de conservación normal puede variar de un día a un mes, después de lo cual debe desecharse el material. También es difícil comprobar si el adhesivo se ha alejado o no de su intervalo de propiedades útiles.

También es un problema la variación de un lote a otro. También son motivo de preocupación los temas medioambientales y de seguridad. Los adhesivos se secan y curan a temperatura elevada (hasta 200°C) . Además del uso de energía elevada, hay emisiones de disolventes, formaldehído y otros materiales. Por último, el rendimiento del adhesivo en la aplicación de uso final es, a menudo, inadecuado. La meta es tener un fallo cohesivo de la matriz de caucho, no un fallo adhesivo en la superficie de contacto caucho-tejido con los adhesivos de RFL. A menudo, esto solo puede lograrse con la adición de otros aditivos al caucho.

Los presentes inventores han descubierto ciertos materiales y procedimientos para el tratamiento de tejido para mejorar la adherencia del tejido al caucho mientras se evitan los inconvenientes de la técnica anterior mencionados en lo que antecede. En un aspecto, la invención versa acerca de una composición, preferentemente una composición adhesiva, que comprende al menos un polímero de imida maleinizada aplicado al tejido, seleccionándose el polímero del grupo constituido por homopolímero de butadieno, copolímeros de butadieno, homopolímero de isopreno, copolímeros de isopreno y poli (maleimida-co-alquenil bencenos) y al menos una sal metálica de un ácido carboxílico α, β etilénicamente insaturado, más en particular una composición adhesiva para tratar el tejido. En otros aspectos, la invención se aplica a los materiales compuestos de caucho-tejido fabricados usando los materiales y los procedimientos de la invención y a los usos finales específicos de dichas composiciones.

El primer objeto de la presente invención se refiere a una composición, preferentemente una composición adhesiva, que comprende al menos un polímero de imida maleinizada según se define en lo que antecede, más en particular como una sal de imida, y al menos una sal metálica de un ácido carboxílico α, β etilénicamente insaturado. Dicha composición puede estar en forma de solución en disolvente orgánico o en agua o combinaciones de los mismos. El polímero de imida maleinizada puede ser aplicado al tejido ya sea puro o en solución. Pueden usarse soluciones ya sea a base de disolventes orgánicos o a base de agua. Se prefieren las soluciones a base de agua.

Preferentemente, se forma una solución acuosa del polímero de imida maleinizada neutralizando con un ácido el nitrógeno básico presente en el sistema, y se usa esta solución en el proceso del tratamiento. Se usa al menos una sal metálica de un ácido carboxílico α, β etilénicamente insaturado junto con la solución anterior. También pueden incluirse aditivos tales como tensioactivos según se necesite. La concentración de la sal soluble de imida puede oscilar entre aproximadamente un 1% y aproximadamente un 90% y, preferentemente, entre aproximadamente un 10% y aproximadamente un 50%. La concentración de la sal metálica soluble puede cubrir independientemente los mismos intervalos; es decir, de 0 a aproximadamente un 90%, preferentemente de aproximadamente 1 a 90% y, más preferentemente de aproximadamente 10 a 50% en peso en función de la solución. Las composiciones de la invención que comprenden una solución de un polímero de imida maleinizada y una sal metálica de un ácido carboxílico α, β etilénicamente insaturado pueden prepararse mezclando una solución acuosa de al menos una de dichas imidas con una solución acuosa de al menos una de dichas sales metálicas. Dicha solución de imida comprende, además, un ácido que sirve para neutralizar dicha imida. Así, preferentemente, dicha imida está en forma de una sal ácida/básica en una solución acuosa que pude contener dicha sal metálica. Dicho ácido es de suficiente intensidad para protonar los sitios básicos (nitrógenos) de la resina de la imida maleinizada (polímero) y puede ser fuerte o débil y de naturaleza orgánica o inorgánica. Ejemplos incluyen, sin limitación, ácido clorhídrico, ácido sulfúrico, ácido fosfórico, ácidos sulfónicos de alquilo o arilo, ácido carbónico o ácidos carboxílicos seleccionados del grupo constituido por ácido fórmico, ácido acético, ácido propiónico, ácido benzoico, ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido cítrico, ácido oxálico y ácido láctico. Entre los ácidos preferidos figura el ácido acético, que proporciona sales de acetato de imida. En dicha composición según la invención, la relación de pesos de dicho polímero de imida con respecto a dicha sal metálica puede oscilar de 1:99 a 99:1, preferentemente de 80:20 a 40:60.

La aplicación del adhesivo al tejido puede efectuarse mediante cualquiera de los procedimientos habituales para realizar tales tratamientos, incluyendo el revestimiento por inmersión, la aplicación de pulverización o la aplicación con rodillo.

Los polímeros de imida maleinizada de la invención se crean mediante reacción de una resina maleinizada (polímero) con una amina primaria/terciaria usando procedimientos conocidos. El peso molecular, la microestructura y el contenido en anhídrido maleico de la resina maleinizada (polímero) pueden ser optimizados mediante procedimientos rutinarios. El promedio numérico del peso molecular de la resina maleinizada (polímero) es, preferentemente, inferior a aproximadamente 20.000 daltones y, más preferentemente, se encuentra entre aproximadamente 1000 y 10.000 daltones. La resina (polímero) puede ser un homopolímero de polibutadieno y/o de butadieno, un copolímero de butadieno, un homopolímero de isopreno, un copolímero... [Seguir leyendo]

1. Una composición que comprende al menos un polímero de imida maleinizada y al menos una sal metálica de un ácido carboxílico α, β etilénicamente insaturado, seleccionándose dicho polímero del grupo constituido por homopolímero de butadieno, copolímeros de butadieno, homopolímero de isopreno, copolímeros de isopreno y poli (anhídrido maleico-co-alquenil bencenos) .

2. La composición de la reivindicación 1 en la que está en forma de una solución en disolvente orgánico o en agua

o en combinaciones de los mismos.

3. La composición de las reivindicaciones 1 o 2 en la que el polímero de imida maleinizada está en forma de una sal ácida/básica en una solución acuosa que opcionalmente contenga también una sal metálica de un ácido carboxílico α, β etilénicamente insaturado.

4. La composición de la reivindicación 3 en la que la sal se prepara por adición de un ácido de suficiente intensidad para protonar los sitios básicos del polímero de imida maleinizada.

5. La composición de la reivindicación 4 en la que el ácido consiste en ácido clorhídrico, ácido sulfúrico, ácido fosfórico, ácidos sulfónicos de alquilo o arilo, ácido carbónico o ácidos carboxílicos seleccionados del grupo constituido por ácido fórmico, ácido acético, ácido propiónico, ácido benzoico, ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido cítrico, ácido oxálico y ácido láctico.

6. La composición de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5 en la que la sal metálica de ácido carboxílico α, β etilénicamente insaturado consiste en una sal de ácidos acrílico, metacrílico, crotónico, tíglico o cinámico o combinaciones de los mismos y el metal se selecciona del grupo constituido por litio, sodio, potasio, calcio, cinc, magnesio, bario, berilio, aluminio, titanio, circonio, hierro, cobre o plata o combinaciones de los mismos.

7. La composición según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 en la que dicha sal metálica es diacrilato de cinc.

8. La composición según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7 en la que dicha composición está en forma de solución acuosa que, además, comprende ácido acético.

9. El uso de una composición según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8 para tratar un tejido para mejorar su adherencia al caucho.

10. Un procedimiento para tratar un tejido para mejorar su adherencia al caucho que comprende la aplicación al tejido de una composición definida según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8.

11. El procedimiento de la reivindicación 10 en el que se aplica la composición adhesiva al tejido mediante pulverización, revestimiento por inmersión, extrusión o recubrimiento con rodillo.

12. El procedimiento de las reivindicaciones 10 u 11 en el que el tejido tratado es tratado térmicamente a una temperatura de hasta aproximadamente 240°C.

13. El procedimiento de una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 12 en el que el tejido consiste en poliéster, poliamida, poliuretano, algodón, rayón, seda, lana, nailon, polipropileno, fibra de vidrio, fibras de carbono, fibras metálicas o mezclas de los mismos.

14. Un tejido tratado con una composición definida según las reivindicaciones 1 a 8 o según el procedimiento definido según una cualquiera de las reivindicaciones 10 a 13.

15. Un artículo de caucho reforzado en el que el tejido tratado de la reivindicación 14 es laminado y moldeado con caucho y curado.

16. El artículo de caucho de la reivindicación 15 en el que se selecciona el caucho del grupo constituido por cauchos naturales o sintéticos, EPDM (caucho de etileno propileno dieno) , EPM (caucho de etileno propileno) , BR (caucho de butadieno) , IR (caucho de isopreno) , NBR (caucho de nitrilo) , HNBR (caucho de nitrilo hidrogenado) , SBR (caucho de estireno butadieno) , CR (caucho de cloropreno) , XIIR (caucho de halobutilo) , UR (caucho de uretano) y mezclas y copolímeros de estos materiales.

17. El artículo de caucho de las reivindicaciones 15 y 16 en el que el caucho se cura mediante un iniciador de radicales libres o de agentes de curado de azufre.

18. El artículo de caucho de la reivindicación 17 en el que el caucho es curado con peróxido.

19. El uso de una composición según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8 en la preparación de artículos de caucho reforzado según una cualquiera de las reivindicaciones 15 a 18 para aplicaciones de uso final que comprenden: manguitos y correas de automoción, cintas transportadoras, correas de transmisión de potencia,

bolsas de aire para automóviles, mantillas flexibles de impresión, soportes de motor, neumáticos y cualquier otro producto de caucho moldeado reforzado.

20. El uso de una composición según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8 en el tratamiento de refuerzos de fibra de vidrio o fibra de carbono para mejorar las propiedades de estructuras de material compuesto.

21. El uso de una composición según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8 como adhesivo para la unión de sustratos seleccionados de metal, plástico, madera, papel, vidrio o tejidos consigo mismos o con otros materiales.

22. El uso de una composición según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8 como dispersantes de materiales de carga en elastómeros o como revestimientos para metales, plásticos, vidrio, madera, papel u otros sustratos.

23. Un dispersante para materiales de carga en elastómeros que comprende al menos una composición definida 10 según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8.