BRPI0702018B1

BRPI0702018B1 - PROCEDURE FOR OBTAINING THERMOPLASTIC POWDER VARNISH FROM POLY (ETHYLENE TEREPHALATE) POST CONSUMPTION, POWDER VARNISH, AND RESULTING ARTICLES

Info

Publication number: BRPI0702018B1
Application number: BRPI0702018-0A
Authority: BR
Inventors: Eduardo Ferreira Alves Da Silva Antonio; Beatriz Acordi Vasques Pacheco Elen
Original assignee: Universidade Federal Do Rio De Janeiro
Priority date: 2007-05-10
Filing date: 2007-05-10
Publication date: 2018-05-15
Also published as: BRPI0702018A2

Abstract

processo de obtenção de verniz em pó termoplástico a partir de poli(tereftalato de etileno) pós-consumo, verniz em pó obtido e artigos resultantes. é descrito um processo de obtenção de verniz em pó termoplástico a partir de poli(tereftalato de etileno) (pet) pós-consumo, que compreende prover pet pós-consumo com v.l. entre 0,46 a 0,84 g/dl, que é extrusado com 0,01 a 1,0% de umidade, de modo a degradar o polímero pet até vi na faixa de 0,33 - 0,52 g/dl. o produto extrusado é moído, em temperatura ambiente, até distribuição de tamanho de partícula na faixa de 75 a 425 pm e aplicado sobre suporte metálico, e submetido a temperaturas entre 250°c e 300°c até obtenção de filme, o filme obtido sendo resfriado bruscamente a temperaturas entre 15 e 35°c. o filme amorfo de verniz termoplástico translúcido de pet é recuperado, aderido ao suporte metálico, formando um artigo com propriedades compatíveis com os usos pretendidos.process for obtaining thermoplastic powder varnish from post-consumption poly (ethylene terephthalate), obtained powder varnish and resulting articles. A method of obtaining thermoplastic powder varnish from post-consumer poly (ethylene terephthalate) (pet) is described which comprises providing post-consumer pet with v.l. 0.46 to 0.84 g / dl, which is extruded at 0.01 to 1.0% moisture, to degrade the pet polymer to vi in the range of 0.33 - 0.52 g / dl. the extruded product is milled at room temperature to particle size distribution in the range of 75 to 425 pm and applied on a metal support, and subjected to temperatures between 250 ° C and 300 ° C until film is obtained, the film obtained being cooled. abruptly at temperatures between 15 and 35 ° c. the amorphous translucent thermoplastic pet varnish film is recovered, adhered to the metal support, forming an article with properties compatible with the intended uses.

Description

(54) Título: PROCESSO DE OBTENÇÃO DE VERNIZ EM PÓ TERMOPLÁSTICO A PARTIR DE POLI (TEREFTALATO DE ETILENO) PÓS-CONSUMO, VERNIZ EM PÓ OBTIDO E ARTIGOS RESULTANTES (51) Int.CI.: C09D 5/03; C09D 167/02 (73) Titular(es): UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO (72) Inventor(es): ANTONIO EDUARDO FERREIRA ALVES DA SILVA; ELEN BEATRIZ ACORDI VASQUES PACHECO(54) Title: PROCESS OF OBTAINING THERMOPLASTIC POWDER VARNISH FROM POST-CONSUMER POLY (ETHYLENE TEREFTALATE), POWDER VARNISH AND RESULTING ARTICLES (51) Int.CI .: C09D 5/03; C09D 167/02 (73) Holder (s): FEDERAL UNIVERSITY OF RIO DE JANEIRO (72) Inventor (s): ANTONIO EDUARDO FERREIRA ALVES DA SILVA; ELEN BEATRIZ ACORDI VASQUES PACHECO

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PROCESSO DE OBTENÇÃO DE VERNIZ EM PÓ TERMOPLÁSTICO A PARTIR DE POLI(TEREFTALATO DE ETILENO) PÓS-CONSUMO, VERNIZ EM PÓPROCESS OF OBTAINING THERMOPLASTIC VARNISH POWDER FROM POLY (ETHYLENE TEREFTALATE) POST-CONSUMPTION, POWDER VARNISH

OBTIDO E ARTIGOS RESULTANTES CAMPO DA INVENÇÃOOBTAINED AND RESULTING ITEMS FIELD OF THE INVENTION

A presente invenção pertence ao campo dos processos para a obtenção de verniz em pó termoplástico a partir de poli(tereftalato de etileno), PET, de embalagens pós-consumidas, especificamente de processos de degradação em extrusora.The present invention belongs to the field of processes for obtaining thermoplastic powder varnish from poly (ethylene terephthalate), PET, from post-consumed packaging, specifically from extruder degradation processes.

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃOBACKGROUND OF THE INVENTION

As tintas em pó termoplásticas apareceram nos Estados Unidos na década de 50. Nos anos 60, a Shell desenvolveu métodos de formulação tendo as resinas epóxidicas como veículo básico. Na década seguinte, foram desenvolvidos outros sistemas: híbrido (epoxídica-poliéster), poliéster triglicídil isocianurato (TGIC), acrílico e poliuretano. Mas foi a partir da década de 80 que a aplicação da tinta em pó realmente ganhou escala na indústria. Naquele ano, a produção mundial alcançou 74 mil toneladas. Em 1994, já alcançava 380 mil toneladas. A tinta em pó começou a ser produzida no Brasil na década de 70. Em 2006, no País, as resinas adotadas na tinta em pó são a epoxídica (5% do mercado); híbrida (75%) e poliéster termorrígido (20%).Thermoplastic powder paints appeared in the United States in the 1950s. In the 1960s, Shell developed formulation methods with epoxy resins as the basic vehicle. In the following decade, other systems were developed: hybrid (epoxy-polyester), triglyceride polyester isocyanurate (TGIC), acrylic and polyurethane. But it was from the 1980s that the application of powder paint really gained scale in the industry. That year, world production reached 74 thousand tons. In 1994, it already reached 380 thousand tons. Powder paint started to be produced in Brazil in the 1970s. In 2006, in the country, the resins adopted in powder paint are epoxy (5% of the market); hybrid (75%) and thermoset polyester (20%).

As tintas em pó são um tipo de revestimento seco, aplicado sob forma de pó. A principal diferença entre uma tinta líquida convencional e uma tinta em pó é que essa última não requer solvente para manter o ligante e cargas em forma de suspensão I íqujd.ÊL_Powder paints are a type of dry coating, applied in powder form. The main difference between a conventional liquid paint and a powder paint is that the latter does not require a solvent to maintain the binder and fillers in suspension form.

A expressiva taxa de crescimento da aplicação da tinta em pó se deve a alguns fatores, entre eles a não emissão de solventes durante e após a aplicação, gerando menor agressão ao meio ambiente. Como não usam solventes, reduzem o uso de derivados de petrófeo. E reduzem os riscos de incêndio, desonerando o seguro das indústrias. Os processos de aplicação são mais fáceis de serem automatizados. E a perda de material durante o processo de aplicação é bastante reduzida. A eficiência é superior a 90%.The expressive growth rate of the powder paint application is due to some factors, among them the non-emission of solvents during and after the application, generating less aggression to the environment. As they do not use solvents, they reduce the use of petroleum derivatives. And they reduce the risk of fire, relieving the insurance of industries. Application processes are easier to automate. And the loss of material during the application process is greatly reduced. Efficiency is over 90%.

A tinta pode ser aplicada com técnica eletrostática e então, com auxílio de calor permite sua fluência e formação de uma película ou revestimento.The paint can be applied electrostatically and then, with the aid of heat, allows it to flow and form a film or coating.

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O fator econômico também pesa a favor das tintas em pó: o metro quadrado aplicado da tinta em pó custa cerca de 25 centavos de dólar. Com a tinta líquida, que exige duas demãos, o mesmo metro quadrado aplicado sai por algo entre 35 e 40 centavos de dólar.The economic factor also weighs in favor of powder coatings: the square meter of powder coat applied costs about 25 cents. With liquid paint, which requires two coats, the same square meter applied costs between 35 and 40 cents.

A tinta em pó pode ser um polímero termoplástico ou termorrígido. Geralmente a tinta em pó é usada para criar um acabamento duro, mais resistente que a pintura convencional.The powder paint can be a thermoplastic or thermoset polymer. Powder paint is generally used to create a hard finish that is more resistant than conventional paint.

A tinta em pó é usada principalmente para o revestimento de metais em eletrodomésticos (linha branca), peças de carros e motos. Tecnologias mais recentes permitem que sejam aplicadas em outros materiais como aglomerados de madeira do tipo MDF (médium density fiberboard).Powder paint is mainly used to coat metals in appliances (white goods), car and motorcycle parts. Newer technologies allow them to be applied to other materials such as MDF (medium density fiberboard) wood agglomerates.

As vantagens das tintas em pó compreendem:The advantages of powder coatings include:

• emissão zero ou quase zero de VOCs, compostos orgânicos voláteis;• zero or near zero emissions of VOCs, volatile organic compounds;

• os revestimentos obtidos são muito mais espessos do que aqueles obtidos com revestimentos líquidos sem escorrimentos nem “sagging” ou decaimento;• the coatings obtained are much thicker than those obtained with liquid coatings without running or sagging or decay;

• o excesso de pó aplicado pode ser recuperado, o que dá uma utilização próxima de cerca de 100% do material;• the excess of applied powder can be recovered, which gives a use close to 100% of the material;

• As linhas de produção de tintas em pó produzem resíduos menos perigosos do que aqueles produzidos por revestimentos líquidos convencionais;• Powder paint production lines produce less hazardous waste than those produced by conventional liquid coatings;

• As peças revestidas com tinta em pó em geral apresentam menores diferenças entre superfícies revestidas na horizontal e superfícies revestidas na vertical do que as peças revestidas com tintas líquidas;• Parts coated with powder paint generally have less differences between surfaces coated horizontally and surfaces coated vertically than parts coated with liquid paints;

• uma ampla gama de efeitos especiais são facilmente realizáveis utilizando tintas em pó, esses efeitos sendo impossíveis de obter através de outras tecnologias;• a wide range of special effects are easily realized using powder paints, these effects being impossible to obtain through other technologies;

As limitações a esta tecnologia incluem a dificuldade de aplicar filmes finos lisos. Para filmes de pequena espessura, a textura do mesmo se torna como uma casca de laranja, devido principalmente ao tamanho de partícula do pó.Limitations to this technology include the difficulty of applying smooth, thin films. For thin films, its texture becomes like an orange peel, mainly due to the particle size of the powder.

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Para a manipulação otimizada e facilidade de aplicação, a maior parte das tintas em pó termorrígidas têm tamanho de partícula na faixa de 30 a 50 micrometros (μηη) e temperatura de transição vítrea (T_g) > 50°C. Para essas tintas em pó, espessuras de filme superiores a 50 pm podem ser necessárias a fim de obter um filme bastante liso. A recuperação do excesso de pó de tinta somente é possível para tinta em pó de uma única cor.For optimized handling and ease of application, most thermoset powder coatings have a particle size in the range of 30 to 50 micrometers (μηη) and glass transition temperature (T _g )> 50 ° C. For these powder coatings, film thicknesses greater than 50 pm may be necessary in order to obtain a very smooth film. Recovery of excess paint powder is only possible for powder paint of a single color.

A variedade termorrígida de tintas em pó incorpora um reticulador na formulação. Quando o polímero sob a forma de pó é curado, ele reage com outros grupos químicos de outros componentes da tinta e aumenta o peso molecular do polímero, aperfeiçoando as propriedades de desempenho.The thermoset variety of powder coatings incorporates a crosslinker in the formulation. When the polymer in powder form is cured, it reacts with other chemical groups from other components of the paint and increases the molecular weight of the polymer, improving its performance properties.

Os polímeros mais utilizados para a obtenção de tintas termorrígidas em pó são poliéster-TGIC, poliéster-epoxídico (conhecido como híbrido), epoxídico comum e acrílico.The most used polymers for obtaining thermoset powder paints are polyester-TGIC, polyester-epoxy (known as hybrid), common epoxy and acrylic.

Para produzir a tinta em pó, os grânulos de polímero são misturados com endurecedor, pigmentos e outros ingredientes em pó em (Jm misturado^. A mistura pode ser aquecida em uma extrusora e trabalhada de modo a formar uma manta, caso da termorrígida. A manta após resfriamento é triturada obtendo-se partículas que são moídas para, então, preparar um pó fino. No caso das termoplásticas, os pellets obtidos na extrusão são triturados após resfriamento e, geralmente, exigem o uso de criogenta para facilitar sua quebra na obtenção do pó fino.To produce the powder paint, the polymer granules are mixed with hardener, pigments and other powdered ingredients in (Jm mixed ^. The mixture can be heated in an extruder and worked to form a blanket, in the case of the thermoset. After cooling, the blanket is ground to obtain particles that are ground to prepare a fine powder. In the case of thermoplastics, the pellets obtained in the extrusion are ground after cooling and generally require the use of cryogenic to facilitate its breakdown of fine powder.

Para aplicar o pó sobre metais, várias técnicas são empregadas, a mais comum permite pulverizar o pó usando um revólver eletrostático ou revólver Corona. O revólver confere uma carga negativa ao pó, que é então pulverizado em direção ao objeto, esse estando ligado no fio terra. O objeto então é aquecido e o pó funde em um filme uniforme e, então, é resfriado para formar um revestimento duro. Também é conhecido aquecer primeiro o metal e depois vaporizar a tinta em pó sobre o substrato quente. O pré-aquecimento pode ajudar a obter um acabamento mais uniforme, mas também criar outros problemas, como corridas causadas por excesso de pó.To apply the powder on metals, several techniques are used, the most common allows spraying the powder using an electrostatic revolver or Corona revolver. The revolver gives a negative charge to the powder, which is then sprayed towards the object, which is connected to the ground wire. The object is then heated and the powder melts into a uniform film and is then cooled to form a hard coating. It is also known to first heat the metal and then spray the powder paint on the hot substrate. Preheating can help to achieve a more uniform finish, but it can also create other problems, such as runs caused by excessive dust.

Um outro tipo de revólver é o revólver Tribo, que carrega o pó por atrito (tribo-elétrico). O pó adquire uma carga positiva enquanto esfrega ao longo daAnother type of revolver is the Tribo revolver, which carries the powder by friction (tribo-electric). The powder acquires a positive charge while rubbing along the

4/20 parede de um tubo de Teflon no interior do revólver. As partículas carregadas aderem ao substrato que está eletricamente aterrado.4/20 wall of a Teflon tube inside the revolver. The charged particles adhere to the electrically grounded substrate.

Ainda um outro método éo de leito fluidizado) onde o substrato é aquecido e mergulhado em um leito aerado e fluidizado com a tinta em pó. O pó adere e funde no objeto quente. Aquecimento adicional é usualmente utilizado para terminar de fundir a tinta. Este método é usado quando a espessura da tinta excede 300 μίτι.Yet another method is fluidized bed) where the substrate is heated and immersed in an aerated bed and fluidized with powder paint. The powder adheres and melts on the hot object. Additional heating is usually used to finish melting the paint. This method is used when the paint thickness exceeds 300 μίτι.

O poli(tereftalato de etileno) ou PET é uma resina de polímero termoplástico da família dos poliésteres usada em fibras sintéticas, embalagens para refrigerantes, alimentos e outras substâncias líquidas, aplicações em termoformagem e resinas de engenharia muitas vezes combinada a fibra de vidro.Poly (ethylene terephthalate) or PET is a thermoplastic polymer resin from the polyester family used in synthetic fibers, packaging for soft drinks, food and other liquid substances, applications in thermoforming and engineering resins often combined with glass fiber.

Conforme seu histórico térmico e de processamento, a resina PET pode existir como material amorfo (transparente) e como material cristalino, opaco e branco. O monômero pode ser sintetizado através da reação de esterificação entre ácido tereftálico e glicol etilênico com água como subproduto ou a reação de transesterificação entre glicol etilênico e tereftalato de dimetila, tendo metanol como subproduto. A polimerização é uma reação de policondensação dos monômeros efetuada logo após a esterificação/transesterif icação com glicol etilênico como subproduto, este sendo reciclado.Depending on its thermal and processing history, PET resin can exist as an amorphous (transparent) material and as a crystalline, opaque and white material. The monomer can be synthesized through the esterification reaction between terephthalic acid and ethylene glycol with water as a by-product or the transesterification reaction between ethylene glycol and dimethyl terephthalate, with methanol as a by-product. Polymerization is a polycondensation reaction of monomers carried out immediately after esterification / transesterification with ethylene glycol as a by-product, which is being recycled.

A maior parte da produção de PET se destina à produção de fibras sintéticas (mais de 60%) enquanto a produção de garrafas atinge cerca de 30% da demanda global. Em aplicações têxteis o PET é geralmente denominado “poliéster”, enquanto nas aplicações de embalagens se usa mais o termo PET; material facilmente reciclável.Most PET production is used for the production of synthetic fibers (more than 60%) while the production of bottles reaches about 30% of global demand. In textile applications PET is generally called "polyester", while in packaging applications the term PET is used more; easily recyclable material.

Uma das características mais importantes do PET é a Viscosidade Intrínseca ou V.I., A V.l. do material, medida em grama/decilitros (g/dL), é dependente do comprimento de suas cadeias poliméricas. Quanto mais longas as cadeias, mais elevada a V.l e, portanto, mais rígido o material. O comprimento médio de cadeia de uma batelada específica de resina pode ser controlado durante a polimerização.One of the most important characteristics of PET is the Intrinsic Viscosity or I.V., V. V. of the material, measured in grams / deciliters (g / dL), is dependent on the length of its polymer chains. The longer the chains, the higher the V.l and therefore the more rigid the material. The average chain length of a specific batch of resin can be controlled during polymerization.

Uma V.l. de cerca de:A V.l. of about:

• 0,60 g/dL - é apropriada para uma fibra• 0.60 g / dL - is suitable for a fiber

5/20 • 0,65 g/dL-filme • 0,76-0,84 g/dL - garrafas • 0,85 g/dL - cordonéis de pneu5/20 • 0.65 g / dL-film • 0.76-0.84 g / dL - bottles • 0.85 g / dL - tire cords

O PET é higroscópico, significando que esta resina absorve naturalmente água do ambiente. No entanto quando esse PET úmido é aquecido, uma reação química de hidrólise ocorre entre a água e o PET que reduz seu peso molecular (V.l.) e suas propriedades físicas. Isto significa que para as aplicações usuais antes que a resina seja processada em uma máquina de moldagem, tanta umidade quanto possível deve ser removida da resina, o que é conseguido com auxílio de estufas para deixar um nível de umidade em torno de 40 ppm antes do processamento.PET is hygroscopic, meaning that this resin naturally absorbs water from the environment. However, when this wet PET is heated, a chemical hydrolysis reaction takes place between the water and the PET which reduces its molecular weight (V.l.) and its physical properties. This means that for the usual applications before the resin is processed in a molding machine, as much moisture as possible must be removed from the resin, which is achieved with the aid of greenhouses to leave a humidity level around 40 ppm before processing.

PET em seu estado natural é uma resina cristalina. Produtos transparentes podem ser produzidos fazendo resfriar rapidamente o polímero fundido para formar um sólido amorfo.PET in its natural state is a crystalline resin. Transparent products can be produced by rapidly cooling the molten polymer to form an amorphous solid.

A utilização de PET pós-consumo oriundo de embalagens de bebidas na produção de resinas para fabricação de tintas convencionais e em pó vem sendo efetuada, degradando-se o PET quimicamente, obtendo-se resinas com propriedades semelhantes às existentes no mercado para a produção de tintas em pó à base de poliéster termorrígido.The use of post-consumer PET from beverage packaging in the production of resins for the manufacture of conventional and powder coatings has been carried out, degrading PET chemically, obtaining resins with properties similar to those existing in the market for the production of thermoset polyester based powder paints.

As tintas em pó dispensam por completo o uso de solventes, quer na produção ou na aplicação. São 100% sólidas, não possuem VOC’s (volatile organic compounds) e, portanto, não causam danos ao meio ambiente.Powder paints completely dispense with the use of solvents, either in production or in application. They are 100% solid, have no VOC's (volatile organic compounds) and therefore do not cause damage to the environment.

O consumo de tintas em pó termoplásticas mantém seu uso limitado a aplicações funcionais, pois requerem altas temperaturas para fusão (150°C a 300°C), sendo adequadas para aplicação em leito fluidizado. Formam películas com espessuras acima de 250 pm e de aspecto rústico. Nessas tintas o processo de formação da camada é simples, estritamente físico, pois ocorre apenas a coalescência das partículas fundidas, que formam uma película lisa e contínua, que pode voltar a fundir.The consumption of thermoplastic powder paints remains limited to functional applications, as they require high melting temperatures (150 ° C to 300 ° C), being suitable for fluidized bed applications. They form films with thickness over 250 pm and of rustic appearance. In these paints, the layer formation process is simple, strictly physical, since only the coalescence of the fused particles occurs, which forms a smooth and continuous film, which can fuse again.

O poliéster termoplástico utilizado para produzir tintas em pó apresenta massa molar média acima de 15.000 e estrutura linear com regiões cristalinas,The thermoplastic polyester used to produce powder coatings has an average molar mass above 15,000 and a linear structure with crystalline regions,

6/20 que influem na dureza. Os revestimentos obtidos são caracterizados por propriedades decorativas como brilho, alastramento e bom aspecto da película além de flexibilidade, dureza, resistência à abrasão e ao risco. Apresentam boa aderência ao metal diferenciando-se dos demais termoplásticos, vide a este respeito o artigo por Misev, T.A.; Van Der Linde, R.,Progress in organic coatings, v. 34, 160-168, abr. 1998. Raramente são usados em aplicações arquitetônicas limitando as aplicações em mobiliários. São mais difíceis de aplicar e não /l / possuem a mesma resistência à abrasão e a solventes comparados às poliamidas, vide Vincentz NetWork. Powder Coatings Manual. Vincentz NetWork Gmbh & Co. KG. Deutschland: Disponível em:6/20 that influence hardness. The coatings obtained are characterized by decorative properties such as brightness, spread and good appearance of the film in addition to flexibility, hardness, resistance to abrasion and scratching. They present good adhesion to the metal, differing from other thermoplastics, see the article by Misev, T.A .; Van Der Linde, R., Progress in organic coatings, v. 34, 160-168, abr. 1998. They are rarely used in architectural applications limiting applications in furniture. They are more difficult to apply and do not have the same abrasion and solvent resistance compared to polyamides, see Vincentz NetWork. Powder Coatings Manual. Vincentz NetWork Gmbh & Co. KG. Deutschland: Available in:

http://www.coatings.de/pcmanual/pcmanual.cfm Acesso em: 25 fev. 2005.http://www.coatings.de/pcmanual/pcmanual.cfm Accessed on: 25 feb. 2005.

Oligômeros obtidos da degradação de PET de garrafas também podem ser utilizados na produção de resinas poliéster termorrígidas para tintas em pó híbridas (poliéster-epoxídica) e poliéster TGIC (triglicidil-isocianurato), juntamente com agentes de degasagem, agentes de nivelamento da película, comumente conhecidos como agentes de flow, e negro de fumo com resultados satisfatórios em avaliações após a cura, conforme o artigo de Hemankumar, T. R; Malshe, V.,Focus on powder coating, v. 2004, p. 3-5 jun. 2004.Oligomers obtained from PET degradation of bottles can also be used in the production of thermoset polyester resins for hybrid powder paints (polyester-epoxy) and TGIC polyester (triglycidyl-isocyanurate), together with degreasing agents, film leveling agents, commonly known as flow agents, and carbon black with satisfactory results in evaluations after curing, according to the article by Hemankumar, T. R; Malshe, V., Focus on powder coating, v. 2004, p. 3-5 Jun 2004.

Embora existam vários processos de degradação, os mais comuns para o PET são a degradação térmica, hidrolítica, por álcoolise e glicólise.Although there are several degradation processes, the most common for PET are thermal, hydrolytic, degradation by alcoolysis and glycolysis.

À medida que o polímero se degrada, sua massa molar diminui com a consequente queda em sua Viscosidade Intrínseca, V.l.As the polymer degrades, its molar mass decreases with the consequent drop in its Intrinsic Viscosity, V.l.

Pesquisadores da UFMG promoveram estudos no sentido de usar o pó de PET, produzido durante a moagem das garrafas, como revestimento em aço 1020 por aspersão térmica; vide Duarte, L.T; Lins. V.F.C.; Mariano, C.; Branco, R.T.; Collares, M.P.; Galery, R., Polímeros: ciência e tecnologia, v.13, n. 3, p.196-204. 2003.Researchers from UFMG promoted studies in the sense of using PET powder, produced during the grinding of bottles, as a coating in 1020 steel by thermal spray; see Duarte, L.T; Lins. V.F.C .; Mariano, C .; Branco, R.T .; Collares, M.P .; Galery, R., Polymers: science and technology, v.13, n. 3, p.196-204. 2003.

As patentes CN1250795 e US 6.239.234 mostram a necessidade de adição ao PET de componentes, entre eles, poliolefina modificada ou policarbonato ou copolímero de etileno e ácido acrílico para permitir uma tinta em pó com melhor aderência na superfície metálica.Patents CN1250795 and US 6,239,234 show the need to add components to PET, including modified polyolefin or polycarbonate or copolymer of ethylene and acrylic acid to allow a powder paint with better adhesion to the metal surface.

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A patente JP 10287844 também adiciona uma poliolefina maleizada ao PET para obter tinta em pó com boa aderência à superfície metálica.JP 10287844 also adds a malleable polyolefin to PET to obtain powder paint with good adhesion to the metal surface.

A publicação JP2001002987 descreve uma tinta em pó à base de poliéster de vida prolongada pela adição de 0,1-0,5% em massa de antioxidante e 0,1 a 0,5% em massa de absorvedor de UV a um polímero base termoplástico de PET. Um antioxidante fenólico e absorvedor tipo benzotiazola são adequados.Publication JP2001002987 describes an extended life polyester based powder paint by adding 0.1-0.5% by weight of antioxidant and 0.1 to 0.5% by weight of UV absorber to a thermoplastic based polymer of PET. A phenolic antioxidant and benzothiazole-type absorber are suitable.

A publicação JP11106701 descreve uma tinta em pó à base de PET com viscosidade intrínseca de 0,5-0,7g/dL, ponto de fusão de 150-200°C, e teor de carboxila terminal 25-50, peso equivalente, 10⁶ g. Propriedades melhoradas de adesão podem ser obtidas em função do teor elevado de grupos carboxila.Publication JP11106701 describes a PET-based powder paint with an intrinsic viscosity of 0.5-0.7g / dL, melting point of 150-200 ° C, and a terminal carboxyl content of 25-50, equivalent weight, 10 ⁶ g. Improved adhesion properties can be obtained due to the high content of carboxyl groups.

A publicação JP2000053892 descreve uma tinta em pó à base de PET pela mistura de pellets de PET reciclado que são misturados no fundido com uma resina de poliéster modificado em proporção de 5-40 partes em peso. O poliéster modificado é uma resina de poliéster diferente de PET ou PET adicionado de um modificador. Os pellets resultantes são tratados termicamente na temperatura de cristalização da resina PET, 166± 10°C, para aumentar a cristalinidade até 35% ou mais e depois são moídos a temperatura ambiente para produzir uma tinta em pó com tamanho de partícula de 350 pm ou menos e que tem boa aderência ao metal. O material obtido é adequado para revestimento eletrostático ou de leito fluidizado. _L M2Publication JP2000053892 describes a PET-based powder paint by mixing recycled PET pellets which are mixed into the melt with a modified polyester resin in a proportion of 5-40 parts by weight. The modified polyester is a polyester resin other than PET or PET added with a modifier. The resulting pellets are heat treated at the crystallization temperature of the PET resin, 166 ± 10 ° C, to increase crystallinity up to 35% or more and are then ground at room temperature to produce a powder paint with a particle size of 350 pm or less and that has good adhesion to the metal. The material obtained is suitable for electrostatic or fluidized bed coating. _L M2

A patenteUS 6.239.234 descreve uma composição para tinta em pó que compreende uma mistura no fundido de 100 partes em peso de pellets de resina PET ou pequenas lascas obtidas de produtos moldados de resina PET com (i) 540 partes em peso de uma resina de poliéster (excluindo PET) ou uma resina de poliéster modificada, (ii) 3-30 partes em peso de resina de poliolefina modificada resina de copolímero de etileno-ácido acrílico, ou (iii) 3-30 partes em peso de resina de policarbonato, o material em pó exibindo capacidade aperfeiçoada de aderir a superfícies metálicas.US patent 6,239,234 describes a powder paint composition comprising a melt blend of 100 parts by weight of PET resin pellets or small chips obtained from molded PET resin products with (i) 540 parts by weight of a resin polyester (excluding PET) or a modified polyester resin, (ii) 3-30 parts by weight of modified polyolefin resin, ethylene-acrylic acid copolymer resin, or (iii) 3-30 parts by weight of polycarbonate resin, the powder material exhibiting improved ability to adhere to metal surfaces.

A publicação RU2200175 descreve composições de tinta em pó à base de resinas epoxídicas sólidas e refugo de resinas de poliéster PET usadas como revestimentos ornamentais para metais e objetos de metal. A composição é preparada por alcoólise de PET pós-consumo (containeres de armazenamentoPublication RU2200175 describes powder paint compositions based on solid epoxy resins and waste PET polyester resins used as ornamental coatings for metals and metal objects. The composition is prepared by post-consumer PET alcoholization (storage containers

8/20 doméstico) com álcool poliatômico e esterificação do poliéster hidroxilado resultante com refugo da destilação de anidrido ftálico em razão molar de anidrido ftálico para poliéster hidroxilado de (0,31-0,35):1 para dar resina de poliéster sólida carboxilada. Essa (rendimento de 30-56%) é então misturada com resina epoxídica sólida 4,4’-isopropilideno (28-54%) em presença de óxido de zinco (35%) como catalisador endurecedor, vinileno (1-2%) como regulador de fluxo, pigmento (1,5-9%), e refugo de produção de ferro-liga (6 - 9%) como carga, o refugo de produção de ferro-liga sendo mais particularmente lama de ferrovanádio ou pó de silicato de ferro-silício. A mistura resultante é homogeneizada e desintegrada.8/20 household) with polyatomic alcohol and esterification of the resulting hydroxylated polyester with scrap from phthalic anhydride distillation in molar ratio of phthalic anhydride to hydroxylated polyester (0.31-0.35): 1 to give solid carboxylated polyester resin. This (30-56% yield) is then mixed with 4,4'-isopropylidene solid epoxy resin (28-54%) in the presence of zinc oxide (35%) as a hardening catalyst, vinylene (1-2%) as flow regulator, pigment (1.5-9%), and ferroalloy production waste (6 - 9%) as cargo, the ferroalloy production waste being more particularly railroad mud or silicate powder ferro-silicon. The resulting mixture is homogenized and disintegrated.

A publicação 4P2001247816 descreve uma tinta em pó a partir de poli(tereftalato de etileno) reciclado e com melhor aparência externa, resistência ao impacto, e com menor temperatura de cura em relação às tintas em pó preparadas a partir de materiais de PET reciclados conhecidos. Para tanto é descrita uma composição de resina obtida pela moagem no fundido de uma mistura de PET recuperado e uma resina de poliéster obtida a partir de ácido tereftálico e álcool neopentílico como matéria prima.Publication 4P2001247816 describes a powder paint from recycled poly (ethylene terephthalate) with a better external appearance, impact resistance, and with a lower curing temperature compared to powder paints prepared from known recycled PET materials. For this purpose, a resin composition obtained by grinding in the melt a mixture of recovered PET and a polyester resin obtained from terephthalic acid and neopentyl alcohol as a raw material is described.

A publicação JP63223074 descreve uma tinta em pó que apresenta excelente adesividade, a partir de um copolímero de poli(tereftalato de polietileno) copolimerizado com uma proporção específica (5 - 25mol.%) de glycol neopentílico e V.l. de 0.45 -1.0 g/dL.Publication JP63223074 describes a powder paint that has excellent adhesion, from a copolymer of poly (polyethylene terephthalate) copolymerized with a specific proportion (5 - 25 mol.%) Of neopentyl glycol and V.l. 0.45 -1.0 g / dL.

A publicação JP61203180 descreve uma composição de tinta em pó com excelente resistência à intempérie e à corrosão, que compreende uma resina de polímero de PET cristalino e um agente nucleante. A resina de PET contém de 520mol.% de ácido isoftálico e glicol neopentílico e tem Tg de 50°C ou mais e V.l. de 0,7 a 1,0 g/dL com 0,3 a 10% em peso de agente nucleante como alumínio, zinco ou grafite.JP61203180 describes a powder paint composition with excellent weather and corrosion resistance, which comprises a crystalline PET polymer resin and a nucleating agent. The PET resin contains 520mol.% Of isophthalic acid and neopentyl glycol and has Tg of 50 ° C or more and V.l. from 0.7 to 1.0 g / dL with 0.3 to 10% by weight of nucleating agent such as aluminum, zinc or graphite.

A publicação JP59041367 descreve uma tinta em pó com grande poder adesivo que compreende um copolímero termoplástico de poli(tereftalatoisoftalato de polietileno) com V.l. 0,7-1,0 g/dL com 8-20 mol.% de ácido isoftálico, a resina obtida é resfriada com nitrogênio líquido e moída em um pó. O copolímero pulverizado é adicionado de aditivos como pigmentos e corantes ePublication JP59041367 describes a powder paint with great adhesive power comprising a thermoplastic copolymer of poly (polyethylene terephthalate isophthalate) with V.l. 0.7-1.0 g / dL with 8-20 mol.% Isophthalic acid, the obtained resin is cooled with liquid nitrogen and ground into a powder. The pulverized copolymer is added with additives such as pigments and dyes and

9/20 aplicado a uma superfície metálica com auxílio de revestimento por leito fluidizado, deposição eletrostática, etc.9/20 applied to a metallic surface with the aid of fluidized bed coating, electrostatic deposition, etc.

A patente GB1367421 descreve uma tinta termoplástica em pó com partículas de tamanho inferior a 500 pm, preparada por: a)aquecimento de uma mistura contendo uma substância orgânica anidra que pode ser moída e moldada, sólida a 25°C e com peso molecular não superior a 1000, e um polímero termoplástico em proporção de 1 a 100 partes em peso por 100 partes em peso da substância orgânica, o polímero tendo ponto de fusão de pelo menos 50°C e é um poliéster termoplástico, poliéter, policarbonato, polilactona ou um copolímero dos mesmos, ou um polímero formado por polimerização de adição ou polimerização por dupla ligação a uma temperatura elevada acima do ponto de fusão da substância orgânica e em cuja temperatura a substância orgânica é quimicamente estável com relação ao polímero para formar uma dispersão líquida homogênea ou solução do polímero na substância orgânica; b) resfriar o líquido a uma temperatura abaixo do ponto de fusão da substância orgânica para formar um sólido, e c) cominuir o sólido até obter partículas com menos de 500 pm.GB1367421 describes a thermoplastic powder paint with particles of less than 500 pm in size, prepared by: a) heating a mixture containing an anhydrous organic substance that can be ground and molded, solid at 25 ° C and with a molecular weight not exceeding to 1000, and a thermoplastic polymer in a proportion of 1 to 100 parts by weight per 100 parts by weight of the organic substance, the polymer having a melting point of at least 50 ° C and is a thermoplastic polyester, polyether, polycarbonate, polylactone or a copolymer thereof, or a polymer formed by addition polymerization or double bond polymerization at an elevated temperature above the melting point of the organic substance and at which temperature the organic substance is chemically stable with respect to the polymer to form a homogeneous liquid dispersion or solution of the polymer in the organic substance; b) cooling the liquid to a temperature below the melting point of the organic substance to form a solid, and c) comminuting the solid until particles less than 500 pm are obtained.

Nas patentes JP 200000053892 e KR 200000015752 é descrita a adição de um poliéster modificado em PET reciclado e o material obtido é tratado termicamente para aumento de sua cristalinidade para melhor aderência ao metal.JP 200000053892 and KR 200000015752 describe the addition of a polyester modified in recycled PET and the material obtained is heat treated to increase its crystallinity for better adhesion to the metal.

A patente RU 2200175 refere-se a uma tinta em pó poliéster termorrígido.The patent RU 2200175 refers to a thermoset polyester powder paint.

Verifica-se que apesar dos progressos da técnica, ainda há necessidade de um processo de obtenção de verniz em pó termoplástico a partir de embalagens de PET pós-consumo, adicionado ou não material PET virgem, extrusado em extrusora convencional em presença de umidade, moído após extrusão, obtendo um verniz em pó que aplicado sobre metal forma um filme; o filme sendo submetido a resfriamento rápido para manter o material no estado amorfo, tal processo e produtos resultantes sendo descrito e reivindicado no presente pedido. SUMÁRIO DA INVENÇÃOIt appears that despite the progress of the technique, there is still a need for a process of obtaining thermoplastic powder varnish from post-consumer PET packaging, whether or not virgin PET material is added, extruded in a conventional extruder in the presence of moisture, ground after extrusion, obtaining a powder varnish that applied on metal forms a film; the film being subjected to rapid cooling to keep the material in an amorphous state, such a process and resulting products being described and claimed in the present application. SUMMARY OF THE INVENTION

De um modo amplo, a presente invenção refere-se a um processo para a obtenção de verniz em pó termoplástico a partir de po.li(tereftalato de etileno),Broadly speaking, the present invention relates to a process for obtaining thermoplastic powder varnish from po.li (ethylene terephthalate),

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PET, de embalagens pós-consumidas, especificamente de processos de degradação em extrusora que compreende:PET, of post-consumed packaging, specifically of degradation processes in an extruder comprising:

a) prover matéria-prima pós-consumida, adicionada ou não de uma parte de material virgem, ou alternativamente totalmente virgem, com tamanho de até 12 mm e Viscosidade Intrínseca, V.L, na faixa de: 0,84 - 0,70 g/dl para matéria-prima soprada; 0,63-0,70 g/dl para fibras; 0,72 a 0,84 g/dl para PET virgem; 0,46 a 0,76 g/dl para o PET pós-consumo;a) to provide post-consumed raw material, whether or not added with a part of virgin material, or alternatively totally virgin, with a size of up to 12 mm and Intrinsic Viscosity, VL, in the range: 0.84 - 0.70 g / dl for blown raw material; 0.63-0.70 g / dl for fibers; 0.72 to 0.84 g / dl for virgin PET; 0.46 to 0.76 g / dl for post-consumer PET;

b) extrusar, nas temperaturas entre 280°C e 320°C e rotações entre 40 rpm a 100rpm, em presença de 0,01 a 1% de umidade o material de a), para degradar o polímero até V.l. na faixa de 0,33 - 0,52 g/dl;b) extrude, at temperatures between 280 ° C and 320 ° C and rotations between 40 rpm at 100 rpm, in the presence of 0.01 to 1% moisture the material of a), to degrade the polymer up to V.l. in the range of 0.33 - 0.52 g / dl;

c) moer, em temperatura ambiente, o produto extrusado até granulometria na faixa de 75 a 425 pm;c) grind, at room temperature, the extruded product to granulometry in the range of 75 to 425 pm;

d) aplicar o material extrusado moído em suporte metálico;d) apply the extruded material ground on a metallic support;

e) submeter o suporte metálico recoberto com polímero em estufa em temperaturas entre 250°C e 300°C até obtenção de filme; ee) submit the metallic support covered with polymer in an oven at temperatures between 250 ° C and 300 ° C until a film is obtained; and

f) resfriar bruscamente o filme obtido sobre o dito suporte a temperaturas entre 15°Ce35°C;ef) abruptly cool the film obtained on said support to temperatures between 15 ° C and 35 ° C; and

g) recuperar um filme não-cristalino de verniz termoplástico translúcido aderido ao suporte com propriedades compatíveis.g) recover a non-crystalline film of translucent thermoplastic varnish adhered to the support with compatible properties.

Na etapa b) o material pode ser adicionado de pigmentos, corantes, antioxidantes e outros aditivos conhecidos.In step b) the material can be added with pigments, dyes, antioxidants and other known additives.

Assim, a invenção provê um processo de obtenção de verniz termoplástico a partir de resíduos descartados, com auxílio de equipamentos tradicionais, com a menor temperatura de processamento possível.Thus, the invention provides a process for obtaining thermoplastic varnish from discarded waste, with the aid of traditional equipment, with the lowest possible processing temperature.

Adicionalmente, a invenção provê um processo de degradação de poliéster, soprado ou de fibra, em que usa a própria umidade do ambiente para acelerar o processo de degradação em extrusora.Additionally, the invention provides a process of degradation of polyester, blown or fiber, in which it uses the ambient humidity itself to accelerate the process of degradation in an extruder.

A invenção provê ainda a possibilidade de aplicação manual, mais barata, para o recobrimento de superfícies metálicas.The invention also provides the possibility of manual application, cheaper, for covering metal surfaces.

Finalmente, a invenção provê artigos recobertos com o verniz da invenção e assim protegidos das intempéries.Finally, the invention provides articles covered with the varnish of the invention and thus protected from the weather.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃODETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

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Um aspecto da invenção é, portanto, um processo de obtenção de verniz termoplástico a partir da degradação do PET.One aspect of the invention is, therefore, a process of obtaining thermoplastic varnish from the degradation of PET.

Espeeificamente pretende-se, buscando adequar o uso do PET à produção de vernizes em pó, que, para formar películas bem alastradas e niveladas, exigem polímeros de menor massa molar.Specifically it is intended, seeking to adapt the use of PET to the production of powder varnishes, which, to form well-spread and leveled films, require polymers of less molar mass.

Os materiais obtidos são denominados de verniz, em função de ser essa a nomenclatura dada aos revestimentos translúcidos, isentos de pigmentos opacos (NBR 15.156).The materials obtained are called varnish, as this is the nomenclature given to translucent coatings, free of opaque pigments (NBR 15.156).

Para a invenção, são considerados os parâmetros: faixas de tamanho dos flocos dos produtos consumidos, temperatura de extrusão para degradação (hidrólise), rotação de extrusão para degradação, distribuição do tamanho de partícula ou granulometria do material extrusado, viscosidade intrínseca do verniz, e temperatura de aplicação no substrato.For the invention, the parameters are considered: flake size ranges of the consumed products, extrusion temperature for degradation (hydrolysis), extrusion rotation for degradation, particle size distribution or particle size of the extruded material, intrinsic varnish viscosity, and application temperature on the substrate.

Assim, o processo da invenção pode ser incluído nos métodos de obtenção de verniz a partir da degradação/hidrólise do PET, que utilizam de forma vantajosa a própria umidade do ambiente para degradar/hidrolisar o mesmo em equipamento tradicional de processamento de plástico.Thus, the process of the invention can be included in the methods of obtaining varnish from the degradation / hydrolysis of PET, which advantageously use the very humidity of the environment to degrade / hydrolyze it in traditional plastic processing equipment.

Conforme a invenção, poliésteres úteis incluem os adequados a sopro ou aqueles utilizados para a formação de fibras, pós-consumidos ou não, materiais pós-consumidos e virgem podendo ser combinados em qualquer proporção.According to the invention, useful polyesters include those suitable for blowing or those used for the formation of fibers, post-consumed or not, post-consumed and virgin materials, which can be combined in any proportion.

O poliéster pós-consumo a ser degradado até o valor de V.l. adequado deverá ser moído até obtenção de flocos de PET de dimensão de até 12 mm. O PET antes e depois de degradado pode ser caracterizado por viscosimetria, análises térmicas (análise termogravimétrica e térmica por varredura) e cromatografia de exclusão por tamanho.The post-consumer polyester to be degraded to the value of V.l. should be milled until PET flakes up to 12 mm in size are obtained. PET before and after degradation can be characterized by viscosimetry, thermal analysis (thermogravimetric and thermal analysis by scanning) and exclusion chromatography by size.

Esses flocos podem ser processados em extrusora na faixa de temperatura de 280 a 320°C e de rotação 40 a 60 rpm. Tradicionalmente, a extrusora dupla-rosca permite maior taxa de cisalhamento, comparativamente a uma extrusora mono-rosca.These flakes can be processed in an extruder in the temperature range of 280 to 320 ° C and rotation at 40 to 60 rpm. Traditionally, the twin-screw extruder allows for a higher shear rate compared to a single-screw extruder.

A faixa de viscosidade intrínseca do material degradado obtido é entre 0,33 - 0,52 g/dL.The range of intrinsic viscosity of the degraded material obtained is between 0.33 - 0.52 g / dL.

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A moagem do perfil extrusado poderá ser efetuada em qualquer dispositivo do estado da técnica adequado para esta tarefa, por exemplo, moinho de facas, sem estar limitado a este.The extruded profile can be milled in any state of the art device suitable for this task, for example, knife mill, without being limited to it.

Conforme é do conhecimento dos especialistas, e não constituindo matéria patenteável, o verniz obtido a partir do processo da invenção pode ser adicionado de aditivos convencionais na técnica, como pigmentos, corantes, antioxidantes, absorvedores de UV, etc.As is known to experts, and not constituting patentable material, the varnish obtained from the process of the invention can be added with conventional additives in the art, such as pigments, dyes, antioxidants, UV absorbers, etc.

A aplicação do pó obtido deve ser feita utilizando qualquer técnica, desde aplicação manual até leito fluidizado, sem estar limitado a estas, na faixa de temperatura entre 250°C e 300°C.The application of the obtained powder must be made using any technique, from manual application to fluidized bed, without being limited to these, in the temperature range between 250 ° C and 300 ° C.

O resfriamento brusco da tinta em pó sobre o suporte metálico se faz por banho de água.The sudden cooling of the powder paint on the metallic support is done by water bath.

As propriedades do verniz relativas à distribuição de tamanho de partícula (granulometria), grau de brilho, aderência e dureza estão listadas nas Tabelas a seguir no presente relatório.The properties of the varnish relative to the particle size distribution (particle size), degree of gloss, adhesion and hardness are listed in the following Tables in this report.

A invenção será ilustrada a seguir por Exemplos que não devem ser considerados limitativos.The invention will be illustrated below by Examples which are not to be considered as limiting.

EXEMPLOSEXAMPLES

Os Exemplos estão compilados sob forma de Tabelas.The Examples are compiled in the form of Tables.

A Tabela 1 abaixo mostra parâmetros de processamento e produtos obtidos da degradação do PET. O PET inicial era um PET pós-consumo de embalagens, com V.l. de 0,71 g/dL.Table 1 below shows processing parameters and products obtained from PET degradation. The initial PET was post-consumer PET packaging, with V.l. 0.71 g / dL.

A viscosidade intrínseca foi determinada conforme a Norma ASTM D 4603 (1991). Utilizou-se a mistura fenol e tetracloroetano na proporção em peso de 40/60. O escoamento do solvente e das soluções foi medido em viscosímetro capilar Ubbelohde tipo 1 B, colocado em banho termostático a 30°C, permitindose a variação de +/- 0,01 °C.The intrinsic viscosity was determined according to ASTM D 4603 (1991). The mixture of phenol and tetrachloroethane was used in a 40/60 weight ratio. The flow of solvent and solutions was measured in a Ubbeloh capillary viscometer type 1 B, placed in a thermostatic bath at 30 ° C, allowing the variation of +/- 0.01 ° C.

Mediu-se o tempo de escoamento do solvente através do capilar do viscosímetro, verificando que a variação entre o maior e o menor tempo de escoamento não excedesse a 1/10 de segundo. A média dos tempos de três corridas determina o tempo de escoamento do solvente puro (to).The flow time of the solvent was measured through the capillary of the viscometer, verifying that the variation between the longest and the shortest flow time did not exceed 1/10 of a second. The average of the three run times determines the flow time of the pure solvent (to).

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O valor de to foi usado para calcular a viscosidade relativa, juntamente com a média dos tempos de escoamento de cada solução, como mostra a Equação 1 abaixo.The to value was used to calculate the relative viscosity, together with the average flow times for each solution, as shown in Equation 1 below.

. Equação 1. Equation 1

Tlr=_L toTlr = _L to

Em que: η_Γ = viscosidade relativa; to = tempo escoamento do solvente; e, t = tempo de escoamento da solução.Where: η _Γ = relative viscosity; to = solvent flow time; and, t = flow time of the solution.

Os tempos de escoamento das soluções com o PET seguiram a mesma rota adotada para o solvente. Amostras (0,1000 +/- 0,01g) do PET a serem analisadas foram diluídas em 20 ml do solvente, usando a concentração estabelecida pela norma que é de 0,5 g /dl. As soluções foram filtradas e seus tempos de escoamento medidos.The flow times of the solutions with PET followed the same route adopted for the solvent. Samples (0.1000 +/- 0.01g) of the PET to be analyzed were diluted in 20 ml of the solvent, using the concentration established by the standard, which is 0.5 g / dl. The solutions were filtered and their flow times were measured.

Para certificar-se da concentração (g/dl), pipetou-se 2 ml da solução filtrada colocando-a em cápsulas de alumínio, previamente taradas, em triplicatas. As cápsulas de alumínio com amostra foram pesadas e secas em estufa a 70°C até peso constante. Tomou-se como concentração para o cálculo da viscosidade intrínseca a média dos três valores obtidos. A Viscosidade intrínseca foi calculada segundo a relação de Billmeyer, apresentada na Equação 2 abaixo.To make sure the concentration (g / dl), 2 ml of the filtered solution was pipetted, placing it in aluminum capsules, previously tared, in triplicates. The aluminum capsules with sample were weighed and dried in an oven at 70 ° C until constant weight. The average of the three values obtained was taken as the concentration for calculating the intrinsic viscosity. The intrinsic viscosity was calculated according to the Billmeyer ratio, presented in Equation 2 below.

η= 0,25 (η_Γ - 1 + 3 In η_Γ)η = 0.25 (η _Γ - 1 + 3 in η _Γ )

Equação 2Equation 2

Em que: η = viscosidade intrínseca; η_Γ= viscosidade relativa; e, C =Where: η = intrinsic viscosity; η _Γ = relative viscosity; e, C =

Concentração solução g / dLConcentration g / dL solution

Calculou-se a massa molecular média das amostras, a partir dos valores de VI, utilizando-se a Equação 3, de Berkowitz.The average molecular mass of the samples was calculated from the VI values using Equation 3, by Berkowitz.

Mn = 3,29.10 [η]Mn = 3.29.10 [η]

Equação 3Equation 3

Em que: η = viscosidade intrínseca; e, Mn - massa molecular média.Where: η = intrinsic viscosity; and, Mn - average molecular weight.

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TABELA 1TABLE 1

Parâmetro de processamento Parameter of processing VI (g/dL) (método de análise) VI (g / dL) (analysis method) Mn segundo Equação Berkowitz g/mol Mn second Equation Berkowitz g / mol Temperatura (°C) Temperature (° C) Rotação (rpm) Rotation (rpm) Solução Solution MFI * MFI * 280 280 40 40 0,37 0.37 0,37 0,38 0.37 0.38 7.100 7,100 60 60 0,43 0.43 0,43 0,42 0.43 0.42 9.000 9,000 100 100 0,48 0.48 0,51 0,51 0.51 0.51 10.600 10,600 300 300 40 40 0,40 0.40 0,40 0,40 0.40 0.40 8.000 8,000 60 60 0,46 0.46 0,47 0,46 0.47 0.46 10.000 10,000 100 100 0,49 0.49 0,54 0,54 0.54 0.54 11.000 11,000 320 320 40 40 0,39 0.39 0,38 0,39 0.38 0.39 7.700 7,700 60 60 0,45 0.45 0,47 0,47 0.47 0.47 9.600 9,600 100 100 0,52 0.52 0,53 0,50 0.53 0.50 12.700 12,700

Onde: V.l.= viscosidade intrínseca; Mn= massa molar numérica média;Where: V.l. = intrinsic viscosity; Mn = average numerical molar mass;

MFI= índice de fluidez do fundido; * As análises de MFI foram duplicadas.MFI = melt flow index; * MFI analyzes have been duplicated.

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O índice de fluidez, MFI, foi determinado conforme norma ASTM 1238-90B, condição W (1990).The fluidity index, MFI, was determined according to ASTM 1238-90B, condition W (1990).

Nesse Exemplo, a viscosidade intrínseca do PET pós-consumo é diminuída após extrusão, em todas as condições estudadas. Vale a pena enfatizar que o processamento em temperaturas mais baixas resulta em economia de energia.In this Example, the intrinsic viscosity of post-consumer PET is reduced after extrusion, in all conditions studied. It is worth emphasizing that processing at lower temperatures results in energy savings.

Os vernizes foram obtidos em extrusora, equipamento universalmente utilizado na produção de tintas e vernizes em pó para dispersar os componentes na matriz polimérica.The varnishes were obtained in an extruder, equipment universally used in the production of paints and powder varnishes to disperse the components in the polymer matrix.

Foram efetuados vários processamentos na extrusora, alterando-se os parâmetros de processo (rotação e temperatura) até que fosse encontrada a condição que permitisse a obtenção de material homogêneo (220° a 60 rpm), o que é fundamental para a formação de películas com características uniformes após aplicação no substrato. A homogeneização do material foi avaliada visualmente a partir dos filamentos extrusados.Various processing was carried out in the extruder, changing the process parameters (rotation and temperature) until the condition was found that would allow obtaining homogeneous material (220 ° at 60 rpm), which is essential for the formation of films with uniform characteristics after application to the substrate. The homogenization of the material was evaluated visually from the extruded filaments.

O perfil granulométrico do verniz em pó de PET é determinado segundo a Norma ASTM D 1921 (2001). O perfil granulométrico do verniz em pó de PET está demonstrado na Tabela 2 abaixo.The granulometric profile of PET powder varnish is determined according to ASTM D 1921 (2001). The particle size profile of PET powder varnish is shown in Table 2 below.

TABELA 2TABLE 2

Graduação University graduate Peneiras Sieves Mesh Mesh 200 200 170 170 100 100 70 70 40 40 >40 > 40 pm pm 75 75 90 90 150 150 212 212 425 425 <425 <425

O verniz é aplicado em substrato metálico (ferro, aço e alumínio) com auxílio de uma peneira com tamanho de malha na faixa de 425 pm a 150 pm (40 a 170 mesh Tyler) e posteriormente funde-se a tinta em estufa a 260°C, obtendo um painel para teste, que é considerado na indústria como um artigo.The varnish is applied on a metallic substrate (iron, steel and aluminum) with the aid of a sieve with a mesh size ranging from 425 pm to 150 pm (40 to 170 Tyler mesh) and then the paint is melted in an oven at 260 ° C, obtaining a test panel, which is considered in the industry as an article.

O artigo obtido é utilizado em dutos ou artefatos metálicos que exijam proteção contra intempéries.The article obtained is used in ducts or metallic artifacts that require protection against the weather.

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Os dados obtidos das análises MFI (Melt Flow Index) mostram que o V.l. do verniz de PET puro apresentou valores próximos ao obtido na viscosimetria por solução.The data obtained from the MFI (Melt Flow Index) analyzes show that V.l. of pure PET varnish showed values close to that obtained in solution viscosimetry.

Em função do método empregado para aplicação dos vernizes em pó, mediu-se a massa de verniz depositada em cada um dos painéis, como listado na Tabela 3 abaixo, onde, a expressão Verniz PET 1 significa verniz obtido de um único lote de PET na forma de flocos pós-consumo, sem a presença de qualquer tipo de aditivo. Vale a pena lembrar, que o material do lixo apresenta heterogeneidade. Esses materiais são coletados no lixo urbano ou industrial, selecionados, triturados e lavados.Depending on the method used to apply powder varnishes, the mass of varnish deposited on each of the panels was measured, as listed in Table 3 below, where the expression PET Varnish 1 means varnish obtained from a single batch of PET in the form of post-consumer flakes, without the presence of any type of additive. It is worth remembering that the waste material is heterogeneous. These materials are collected in urban or industrial waste, selected, crushed and washed.

Em razão do método usado na aplicação dos vernizes em pó obtidos de PET ter sido manual, mediu-se a massa de verniz depositada em cada um dos painéis e a espessura média do filme, conforme a Tabela 3 a seguir.Because the method used to apply the powdered varnishes obtained from PET was manual, the mass of varnish deposited on each of the panels and the average thickness of the film were measured, as shown in Table 3 below.

TABELA 3TABLE 3

Verniz PET 1 PET Varnish 1 Painel Panel P1 P1 P5 P5 P6 P6 Massa (g) Pasta (g) 2,7 2.7 2,8 2.8 17 | 17 | Espessura I (pm) Thickness I (pm) 242 242 188 188 180 180

O grau de brilho de 50% dos painéis é avaliado conforme Norma ASTM D 523 (1999). Utilizou-se um medidor glossmeter, cujo painel de teste foi submetido a um feixe de luz de 60°. A luz refletida foi captada por uma célula fotoelétrica disposta no lado oposto do aparelho que mede o percentual refletido. Os valores constam da Tabela 4 abaixo.The degree of brightness of 50% of the panels is evaluated according to ASTM D 523 (1999). A glossmeter was used, whose test panel was subjected to a 60 ° light beam. The reflected light was captured by a photoelectric cell located on the opposite side of the device that measures the reflected percentage. The values are shown in Table 4 below.

TABELA 4TABLE 4

Verniz PET 1PET Varnish 1

Onde: UB é unidade de brilho.Where: UB is brightness unit.

Painel Panel P2 P2 P3 P3 P6 P6 Brilho (UB) | Brightness (UB) | 78 78 66 66 65 65

17/2017/20

O verniz ΡΕΤ 1 apresenta grau de brilho similar aos vernizes poliésteres termoplásticos comerciais com faixa de brilho entre 60 e 95 unidades de brilho (Major Resin Types em http://www.specialchem4coatings.com/tc/powdercoatings/index.aspx?id=resin, acesso em 03/2007) (Thermoplastic powders em http://www.coatings.de/pcmanual/manual/kap1-1.pdf, acesso em 03/2007).Varnish ΡΕΤ 1 has a degree of gloss similar to commercial thermoplastic polyester varnishes with a gloss range between 60 and 95 gloss units (Major Resin Types at http://www.specialchem4coatings.com/tc/powdercoatings/index.aspx?id= resin, accessed 03/2007) (Thermoplastic powders at http://www.coatings.de/pcmanual/manual/kap1-1.pdf, accessed 03/2007).

Os resultados obtidos na análise da dureza dos vernizes em pó de PET constam da Tabela 5 abaixo.The results obtained in the analysis of the hardness of PET powder varnishes are shown in Table 5 below.

TABELASTABLES

Verniz Varnish Painel Panel Resultado mina(*) Result mine(*) Verniz PET 1 PET Varnish 1 P2 P2 4H 4H P5 P5 3H 3H I P6 I P6 3H 3H

Obs. * Maior mina que não riscou a película.Obs. * Largest mine that did not scratch the film.

O ensaio de dureza ao risco baseia-se no princípio de que o material mais duro riscará o mais macio. Conforme a Norma NBR 7527 (ABNT, 1982), os painéis revestidos com os vernizes em pó foram riscados com minas de grafite seguindo uma ordem crescente de dureza mostrada na Tabela 6. Risca-se o corpo de prova até que uma das minas consiga romper a película da tinta, deixando um sulco.The scratch hardness test is based on the principle that the hardest material will scratch the softest. According to Standard NBR 7527 (ABNT, 1982), the panels coated with powder varnishes were scratched with graphite mines following an increasing order of hardness shown in Table 6. The specimen is scratched until one of the mines is able to break the paint film, leaving a groove.

TABELA 6TABLE 6

Menor durezaLess hardness

Maior durezaGreater hardness

6B > 5B > 4B > 3B > 2B > B > F > Η > 2H > 3H > 4H > 5H > 6H6B> 5B> 4B> 3B> 2B> B> F> Η> 2H> 3H> 4H> 5H> 6H

O material obtido apresenta grau de dureza ao lápis superior aos vernizes 20 poliésteres termoplásticos comerciais, geralmente limitados na faixa entre B e HB (Major Resin Types em http://www.specialcherri4coatings.com/tc/powdercoatings/index.aspx?id=resin, acesso em 03/2007) (Thermoplastic powders em http://www.coatings.de/pcmanual/manual/kap1-1.pdf, acesso em 03/2007).The material obtained has a pencil hardness higher than the varnishes 20 commercial thermoplastic polyesters, generally limited in the range between B and HB (Major Resin Types at http://www.specialcherri4coatings.com/tc/powdercoatings/index.aspx?id= resin, accessed 03/2007) (Thermoplastic powders at http://www.coatings.de/pcmanual/manual/kap1-1.pdf, accessed 03/2007).

18/2018/20

Na Tabela 7 abaixo estão apontados os resultados obtidos na análise de aderência. O resultado é comparado com padrão visual da Norma NBR 11003 (ABNT, 1990), observando-se se houve destacamento total ou parcial da película, formada pelos vernizes, ao longo das linhas dos entalhes, em forma de “X” ou na sua interseção, na forma de T.Table 7 below shows the results obtained in the adherence analysis. The result is compared with the visual standard of Standard NBR 11003 (ABNT, 1990), observing if there was total or partial detachment of the film, formed by the varnishes, along the lines of the notches, in the form of "X" or at their intersection , in the form of T.

Com uma lâmina corta-se a película da tinta na forma de “X” !impando-se a região cortada com uma escova de cerdas macias. Fixa-se uma fita adesiva filamentosa sobre o entalhe com o auxílio de uma borracha macia. Após um intervalo de um minuto a fita é subitamente arrancada num ângulo aproximado de 180° sobre eia mesma.With a blade, the paint film is cut in the shape of “X”, imposing the cut region with a soft bristle brush. A filamentous adhesive tape is fixed over the notch with the aid of a soft rubber. After an interval of one minute the tape is suddenly pulled out at an angle of approximately 180 ° on it.

Observa-se o destacamento do revestimento ao longo dos entalhes classificados de “X”, e o destacamento da tinta na interseção dos entalhes classificado de Ύ”. O resultado é comparado com o padrão visual da Norma, graduado de zero (caso de nenhum destacamento da película) até o valor quatro (caso em que a tinta é completamente destacada do painel).The detachment of the coating is observed along the notches classified as “X”, and the detachment of the paint at the intersection of the notches classified as Ύ ”. The result is compared with the visual standard of the Standard, graduated from zero (in case of no peeling of the film) up to the value of four (in which case the paint is completely detached from the panel).

Observou-se que a aderência dos vernizes produzidos conforme o processo da invenção é satisfatória, sem destacamento (X0 e Y0) ou com a retirada de pequenos trechos do revestimento, inferiores a 2 mm (X1 e Y1).It was observed that the adhesion of the varnishes produced according to the process of the invention is satisfactory, without detachment (X0 and Y0) or with the removal of small sections of the coating, less than 2 mm (X1 and Y1).

TABELA 7TABLE 7

Verniz Varnish Painel Panel Resultado Result Y Y X X Verniz PET 1 PET Varnish 1 P2 P2 Y1 Y1 X1 X1 P5 P5 Y1 Y1 X1 X1 P6 P6 Y0 Y0 xo xo

EXEMPLO COMPARATIVOCOMPARATIVE EXAMPLE

A fim de comparar os resultados foi realizada uma mistura de PET pósconsumo, originário de garrafas de bebidas carbonatadas, com um agente de degasagem, como por exemplo a benzoína. Essa mistura foi realizada em extrusora dupla-rosca para permitir boa homogeneização entre os ingredientes. AIn order to compare the results, a mixture of post-consumer PET, originating from carbonated beverage bottles, was made with a degassing agent, such as benzoin. This mixture was carried out in a twin-screw extruder to allow good homogenization between the ingredients. THE

19/20 quantidade do agente utilizado pode ser de 0,2 a 0,7% em peso, preferencialmente 0,4%.The amount of the agent used can be from 0.2 to 0.7% by weight, preferably 0.4%.

O agente de degasagem é universalmente usado na indústria de tintas em pó para auxiliar a expulsão dos gases formados durante o processo de fusão e prevenir a formação de poros na película das tintas em pó.The degassing agent is universally used in the powder coatings industry to assist the expulsion of gases formed during the melting process and to prevent the formation of pores in the powder coatings film.

A Tabela 8 abaixo mostra os resultados do processamento.Table 8 below shows the results of the processing.

TABELA 8TABLE 8

Parâmetro de processamento Processing parameter VI (g/dL) A partir de MFI* VI (g / dL) From MFI * MFI MFI Temperatura (°C) Temperature (° C) Rotação (rpm) Rotation (rpm) (g/10 min) (g / 10 min) 220 220 60 60 0,37 0,37 0.37 0.37 654 641 654 641

MFI= índice de fluidez do fundido; * As análises de MFI foram 10 duplicadas.MFI = melt flow index; * MFI analyzes were 10 duplicated.

As massas e espessuras de verniz PET 2 depositadas nos painéis estão na Tabela 9 abaixo, onde a expressão Verniz PET 2 indica o verniz PET obtido a partir do processamento conforme a Tabela 8 acima.The PET 2 varnish masses and thicknesses deposited on the panels are shown in Table 9 below, where the expression PET 2 Varnish indicates the PET varnish obtained from the processing according to Table 8 above.

TABELA 9TABLE 9

Verniz PET 2 PET varnish 2 Painel Panel PB1 PB1 PB2 PB2 PB5 PB5 Massa (g) Pasta (g) 3,8 3.8 4,2 4.2 3,3 3.3 Espessura (pm) Thickness (pm) 293 293 372 372 340 340

Os valores de brilho para o verniz obtido a partir de PET 2 estão listados na Tabela 10 a seguir.The gloss values for the varnish obtained from PET 2 are listed in Table 10 below.

TABELA 10TABLE 10

Verniz PET 2 PET varnish 2 Painel Panel PB1 PB1 PP2 PP2 PB6 PB6 Brilho (UB) Brightness (UB) 86 86 88 88 78 78

Onde: UB é unidade de brilho.Where: UB is brightness unit.

20/2020/20

A Tabela 11 abaixo mostra resultados de dureza, resistência ao risco para o verniz PET 2.Table 11 below shows results of hardness, scratch resistance for PET varnish.

TABELA 11TABLE 11

Verniz Varnish Painel Panel Resultado Mina (*) Mine Result (*) Verniz PET 2 PET varnish 2 PB1 PB1 3H 3H PB3 PB3 3H 3H PB4 PB4 3H 3H

Onde: * Maior mina que não riscou a película.Where: * Largest mine that did not scratch the film.

A Tabela 12 abaixo mostra resultados de aderência obtidos para o verniz 10 PET 2.Table 12 below shows adhesion results obtained for 10 PET 2 varnish.

TABELA 12TABLE 12

Verniz Varnish Painel Panel Resultado Result Y Y X X Verniz PET 2 PET varnish 2 PB2 PB2 Y0 Y0 xo xo PB3 PB3 Y0 Y0 X1 X1 PB6 PB6 Y0 Y0 xo xo

Um outro aspecto da invenção é o verniz termoplástico obtido a partir do material submetido ao processo da invenção, cujas características gerais incluem espessura de 200 - 350 pm, brilho de 65 - 90UB e dureza de 3H -4H.Another aspect of the invention is the thermoplastic varnish obtained from the material subjected to the process of the invention, whose general characteristics include thickness of 200 - 350 pm, gloss of 65 - 90UB and hardness of 3H -4H.

Ainda um outro aspecto da invenção é o artigo de manufatura obtido a partir do verniz aplicado sobre o substrato metálico, útil em dutos e quaisquer artefatos metálicos que exijam proteção contra intempéries.Yet another aspect of the invention is the article of manufacture obtained from the varnish applied on the metallic substrate, useful in ducts and any metallic artifacts that require protection against the weather.

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Claims

1. Process for obtaining thermoplastic powder varnish from poly (ethylene terephthalate), PET, from post-consumed packaging, characterized by comprising the following steps:

a) provide post-consumed PET raw material, up to 12 mm in size, moisture content in the range of 0.01 to 1% and intrinsic viscosity, VI, in the range: 0.84 - 0.70 g / dL for blown raw material; 0.63-0.70 g / dL for fibers; 0.72 to 0.84 g / dL for virgin PET; 0.46 to 0.76 g / dL for post-consumption PET;

b) (extrusaq 'at temperatures between 280 ° C and 320 ° C and rotation between 40 rpm at 100 rpm, in the presence of 0.01 to 1% moisture the material of a), to degrade the polymer to VI in the range of 0 , 33 - 0.52 g / dL;

laugh

c) grind, at room temperature, the extruded product to granulometry in the range of 75 to 425 pm;

d) apply the extruded material ground on a metallic support;

e) submit the metallic support covered with polymer in an oven at temperatures between 250 ° C and 300 ° C until a film is obtained;

f) abruptly cool the film obtained on said support to temperatures between 15 and 35 ° C; and

g) recover an amorphous translucent PET thermoplastic varnish film, adhered to the support with compatible properties.

Process according to claim 1, characterized in that the PET material is alternatively added in a proportion between 0 and 100% by weight of virgin material.

Process according to claim 1, characterized by the use of a molecular weight polyester of blown products or fibers.

4. Thermoplastic varnish obtained by the process according to claim 1, characterized by having a thickness of 200 - 350 μηπ, a gloss of 65 - 90UB and a hardness of 3H -4H.

Thermoplastic varnish according to claim 4, characterized in that it is applied manually.

2/2

Thermoplastic varnish according to claim 4, characterized in that it is applied using the fluidized bed technique.

Artifact obtained from the thermoplastic varnish according to claim 4, characterized in that it comprises a layer of said varnish on a metallic substrate.

8. Artifact according to claim 7, characterized in that the metallic substrate comprises iron, steel and aluminum.

9. Artifact according to claim 7, characterized in that it is used in ducts or any metallic artifacts that require protection against the weather.