BRPI0703285B1 - Balanced solutions of non-toluene solvents for polychloroprene resin based contact adhesives comprising a plurality of miscible solvents - Google Patents

Abstract

soluções balanceadas de solventes sem tolueno para adesivos de contato. soluções balanceadas de solventes sem tolueno para adesivos de contato à base de resinas de policloropreno, fundamentada em uma mistura de solventes miscíveis entre si, a fim de prover a solubilidade das resinas supracitadas. ditas soluções, compreendem em sua formulação, uma gama de compostos orgânicos com características distintas, tais como, hidrocarbonetos alifáticos e/ou ciclo alifáticos, ésteres baseado nos acetatos de alquila, compreendendo grupos alquilas compostos por 4 a 6 átomos de carbono, álcoois com cadeias carbônicas lineares ou ramificadas dotadas de 2 a 6 átomos de carbono e cetonas apresentando uma composição estrutural composta por 3 a 5 átomos de carbono.

Description

“SOLUÇÕES BALANCEADAS DE SOLVENTES SEM TOLUENO PARA ADESIVOS DE CONTATO À BASE DE RESINAS DE POLICLOROPRENO COMPREENDENDO UMA PLURALIDADE DE SOLVENTES MISCÍVEIS” Campo de aplicação Refere-se a presente invenção aos adesivos de contanto, principalmente àqueles que utilizam em sua composição uma pluralidade de solventes de funções químicas e, mais particularmente, àqueles cuja composição é isenta de tolueno ou derivados dos hidrocarbonetos aromáticos.

Estado da técnica Os adesivos de contato são substâncias cuja finalidade é prover a união de diferentes partes ou materiais, introduzindo novas funções e propriedades que dão ao conjunto final um valor maior que a simples soma dos seus componentes, além promoverem uma redução considerável no tempo e/ou custo de montagem em comparação aos outros processos de produção como a soldagem de metais, a tecelagem em tecidos ou ainda a junção mecânica com rebites, parafusos e pregos. O uso extensivo de adesivos, colas e selantes na indústria automobilística, aviação, papel, eletro-eletrônico, mobiliário, couros e calçados e na construção civil requer sempre novas formulações com maior estabilidade e melhores propriedades físicas e mecânicas. Dita formulação, visando o provimento de um produto final competitivo, porém, com menor toxicidade que as formulações do estado da arte, resistentes à umidade, excelente relação custo/benefício, dentre outros.

Dentre a considerável variedade de adesivos de contato destacam-se aqueles que incorporam em sua formulação o polímero policloropreno (CR), em virtude deste melhorar as diversas características dos artigos produzidos. Dita melhoria é alcançada devido ao fato do referido polímero apresentar alta resistência às intempéries e a produtos apoiares, além de ser um produto termoplástico com propriedades mecânicas fracas antes da vulcanização, e termorrígido, aderente a metais e resistente ao envelhecimento, agentes químicos e a chama após a supracitada. Ademais, é obtido mediante polimerização do monômero cloropreno, e diferentemente dos demais elastômeros, pode ser vulcanizado com óxido de magnésio, além de ser resistente aos ataques químicos, especialmente à água do mar, em virtude de apresentar em sua formulação átomos de cloro.

Outrossim, apresenta uma tendência acentuada a se cristalizar e formar cristais na macromolécula, manifestando-se por meio de um endurecimento mais ou menos forte durante a conservação da borracha, da mistura crua ou do vulcanizado à temperatura ambiente e, sobretudo, a baixa temperatura. Dita tendência é maior nas borrachas cuja estrutura não sofreu modificação, podendo ser diminuída com a introdução de plastificantes ou resinas adequadas. A cristalização é uma propriedade inerente às borrachas de policloropreno, embora algumas cristalizem-se mais rapidamente do que outras. À medida que se desenvolve, ocorre uma pequena diminuição de volume, não havendo, no entanto, cristalização em lugares que apresentem temperaturas elevadas, em virtude das forças de orientação serem dominadas pelo movimento molecular vigoroso. A estrutura do referido polímero poderá ser modificada mediante a copolimerização do cloropreno com enxofre e/ou butadieno, visando prover uma família dos materiais com propriedades químicas e físicas melhoradas e aumentadas. Para tal, dividiu-se a borracha de policloropreno em dois ramos distintos, a saber: fabrico de adesivos e aplicação geral na industria, este último caracterizado por apresentar-se dividido em três famílias: família do tipo G, família do tipo W e família do tipo T.

Dentro da família do tipo G, os graus mais típicos do neopreno GN são aqueles cuja estabilidade é limitada enquanto matéria-prima, já o neoprenos GNA e GT apresentam uma melhor resistência à cristalização, embora ainda pequena.

Os neoprenos da família W além de apresentarem uma melhor estabilidade de armazenagem, são dotados de uma maior resistência à cristalização, decorrente da modificação com mercaptano, sofrida durante a sua produção. Outrossim, possuem uma distribuição mais uniforme do peso molecular e necessitam normalmente de aceleradores orgânicos afim de proporcionar uma vulcanização razoavelmente rápida. Os graus mais típicos na família W são os neoprenos W, WHV, WK e WRT, este caracterizado por ser mais resistente à cristalização.

Semelhante a família do tipo W, os neoprenos da família do tipo T, subdivididos em TW e TRT, apresentam uma fração de polímero gel visando melhorar o seu comportamento, são resistentes à cristalização e necessitam de aceleradores orgânicos, além de possuírem pouco nervo e uma baixa contração.

Atualmente as formulações de adesivos de contato incorporam uma grande quantidade de tolueno, por exemplo PI0501666-5, que, por apresentar certa toxicidade e rápida evaporação, acarreta danos ao sistema nervoso, provocando a curto ou longo prazo, sintomas que vão desde cansaço, náuseas, confusão mental, debilidade, perda da memória, apetite, audição e visão, até a perda de consciência e a morte.

Em virtude do seu teor toxicológico e de ser comercializados livremente, ditos adesivos são utilizados como substâncias alucinógenas, fato que desencadeia a proliferação de usuários de substâncias químicas, aumentando, por conseqüência, a criminalidade e a morte por intoxicação. Tal fato é explicado em virtude da sua aplicabilidade ocorrer mediante um contato direto com o produto.

Existem também formulações de adesivos de contato preparadas a base do solvente ciclohexano, por exemplo PI 9901812-8, porém ainda com limitações em suas propriedades toxicológicas, ambientais, de performance, e de relação custo-benefício.

Objetivos da invenção Em vista do exposto, tem a presente invenção o objetivo de prover uma composição de solventes de funções químicas diversas, todavia isenta do composto orgânico tolueno ou derivados dos hidrocarbonetos aromáticos.

Outro objetivo da invenção é prover a solubilidade dos polímeros de policloropreno ou neopreno.

Constitui outro objetivo da invenção o provimento de uma solução que apresente um menor potencial de formação de ozônio em baixa atmosfera.

Constitui outra característica da invenção o provimento de uma formulação que englobe não só uma excelente performance bem como uma excelente relação custo/benefício.

Constitui outro objetivo da invenção o provimento de uma formulação com características similares àquelas cuja composição incorpore o tolueno.

Descrição resumida invenção Os objetivos acima relacionados, bem como outros, são atingidos pela invenção mediante o provimento de soluções balanceadas de solventes compreendendo uma pluralidade de hidrocarbonetos, acetatos de alquila, álcoois e cetonas, com o escopo de prover a solubilização das resinas de policloropreno.

De acordo com outra característica da invenção, ditas soluções compreendem dentre uma gama de compostos orgânicos a 2-butanona, 1-metil propanol, hidrocarbonetos alifáticos e ciclo alifáticos e acetatos.

De acordo com outra característica da invenção, o grupo alquila compreende uma cadeia carbônica variando de 2 a 6 carbonos.

De acordo com outra característica da invenção, o grupo cetona apresenta uma variação de 3 a 5 carbonos.

Descrição detalhada da invenção A presente invenção baseia-se no fato de que a isenção total ou parcial do tolueno ou dos compostos derivados dos hidrocarbonetos aromáticos resulta numa solução para adesivos de contato cujo teor de toxicidade é substancialmente menor do que nas formulações que contém tolueno. Dita solução baseia-se na utilização de solventes miscíveis entre si, sendo preparada mediante a mistura de uma pluralidade de solventes orgânicos através de uma gama de sistemas, com o escopo de prover a sua homogeneização do produto e solubilizar as resinas de policloropreno que constituem os adesivos de contato.

Do ponto de vista físico-químico, e levando-se em consideração a grande variedade de formulações possíveis, a dita solubilidade será alcançada à medida que as soluções obtenham uma excelente performance no que tange a sua aplicabilidade, densidade, viscosidade e tempo de secagem, de forma a suprir as necessidades comerciais do produto que está sendo manipulado.

No que concerne à composição das referidas soluções, são empregadas em sua formulação substâncias correspondentes a quatro funções orgânicas, a saber: hidrocarbonetos, ésteres, álcoois e cetonas.

Os hidrocarbonetos utilizados na mistura englobam, em sua totalidade, tanto os hidrocarbonetos alifáticos como os ciclo-alifáticos, sendo que a soma destes compreende cerca de 10 a 50% em relação ao total dos ingredientes, em massa.

No que tange às substâncias que compreendem a função orgânica éster, figuram, num patamar percentual mássico de 10 a 50%, os acetatos de alquila apresentando no grupo alquila, uma quantidade de carbono cuja variação engloba de 2 a 6 átomos. É utilizado o mesmo patamar percentual para as substâncias formadas mediante a oxidação dos álcoois secundários, mais especifícamente, as cetonas, todavia, ditas cetonas apresentam um corpo estrutural dotado de 3 a 5 carbonos.

Os álcoois empregados na formulação das soluções, apresentam cadeia carbônica linear ou ramificada, composta por uma variação de carbonos sendo superior a 2 e inferior a 6, em uma concentração compreendida entre 5 a 30% em massa dos supracitados.

Com o escopo de ilustrar as substâncias que caracterizam as soluções, podemos citar, dentre uma grande variedade, o n-hexano, n-heptano, metil-ciclohexano, ciclohexano, acetatos de etila, propila, isopropila, butila, isobutila, sec-butila, isopentila, amila e hexíla, etanol, propanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol, sec-butanol, pentanol, isopentanol, hexanol, propanona, metiletilcetona, metilisobutilcetona, metilamilcetona, etc.

Em virtude da grande variedade de concretizações da invenção, podemos citar, como exemplos de caráter informativo e de esclarecimento sobre as composições, algumas formulações fundamentadas no 2-butanona, 1-metil propanol, hidrocarbonetos alifáticos e ciclo alifáticos, 1-metil propil acetato, 3-metil butil acetato e etanoato de butila, e que propiciaram a completa solubilização da resina de polícloropreno, todavia, tais formulações não restringem o âmbito da invenção.

Numa outra concretização da invenção cujos percentuais mássicos abrangem patamares mais amplos, podemos citar a título de ilustração, formulações compreendendo cerca de 10 a 50% de solventes alifáticos e/ou ciclo alifático, fundamentados, preferencialmente, nos compostos cuja cadeia carbônica apresente de 6 a 10 carbonos, cerca de 10 a 50% de cetonas, preferencialmente a 2-butanona e/ou propanona, acetatos de alquila com cadeia carbônica composta por 4 a 6 carbonos, preferencialmente o 3-metil-butil acetato e/ou 3-metil propil acetato e/ou n-butil acetato numa faixa compreendida de 10 a 40% e os álcoois, baseados, preferencialmente, no 1-metil propanol, numa concentração de 5 a 30%.

REIVINDICAÇÕES

Claims (7)

1. Soluções balanceadas de solventes sem tolueno para adesivos de contato à base de resinas de policloropreno compreendendo uma pluralidade de solventes miscíveis e com funções químicas diversas» os quais se constituem de hidrocarbonetos, cetonas, ãlcoois e ésteres, caracterizadas pelo fato da mistura compreender de 10 a 50% em massa de 2-butanona, de 10 a 50% em massa de hidrocarbonetos alifáticos e ciclo alifáticos com cadeia carbônica composta de 6 a 10 átomos de carbono, dc 5 a 30% em massa de isobutanol e/ou sec-butanol e/ou isopentanol e de 10 a 50%;« em massa de isopentil acetato e seus isômeros, e/ou 3-metil propil acetato, em que a mistura dos compostos orgânicos provê a solubilidade das resinas de policloropreno.

2. Soluções balanceadas de solventes, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadas pelo fato do isopentil acetato e seus isômeros, e/ou 3-metil propil acetato compreenderem de 20 a 40 % cm massa da mistura.

3. Soluções balanceadas de solventes, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadas pelo feto do isobutanol e/ou sec-butanol e/ou isopentanol compreenderem de 10 a 20 %■ em massa da mistura.

4. Soluções balanceadas de solventes, de acordo com a reivindicação 1, caracterizadas pelo feto da dita 2-butanona compreender de 10 a 30 %« em massa da mistura.

5. Soluções balanceadas de solventes, de acordo com a reivindicação 1» caracterizadas pelo feto dos hidrocarbonetos alifáticos e ciclo alífeticos referidos possuírem prcferencialmentc cadeia carbônica composta de 6 a 8 átomos de carbono.

6. Soluções balanceadas de solventes, de acordo com a reivindicação 5, caracterizadas pelo feto dos hidrocarbonetos alifáticos e ciclo alifáticos compreenderem de 20 a 40 % em massa da mistura.

7. Soluções balanceadas de solventes, de acordo com as reivindicações de 1 a 6, caracterizadas pelo fato de ser produzida mediante qualquer sistema homogeneizador de substâncias.