BRPI0903430A2 - método para preparar um material compósito - Google Patents

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dispersion
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Carlos A Cruz
Joseph M Rokowski
Willie Lau
Qi Wang
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Rohm & Haas
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Abstract

A presente invenção provê métodos de fabricação de materiais compósitos compreendendo combinar partículas de borracha reticulada com dispersões de polímero aquosas coagulado para formar uma mistura em dispersão aquosa, e submeter a mistura em dispersão aquosa à pulverização por cisalhamento no estado sólido para formar materiais que podem ser processados como termoplásticos com concentrações de borracha reticulada de 10 a tão elevadas quanto 95% em peso, com base no total de sólidos do material, O método pode ainda compreender amassar o produto pulverizado para formar artigos utilizáveis, tais como, membranas para cobertura de telhados e solas de sapato.

Description

"MÉTODO PARA PREPARAR UM MATERIAL COMPÓSITO"
A presente invenção se refere a um processo para a fabricaçãode um material compósito a partir de borracha reticulada e uma dispersão depolímero aquosa coagulado. Mais particularmente, ela se refere a um processopara a fabricação de um compósito que se comporta como um termoplástico apartir de um refugo de borracha vulcanizada e uma dispersão de polímeroaquosa coagulado.
Esta invenção foi feita sob um acordo de pesquisa em conjuntoentre a Rohm and Haas Company of Filadélfia, PA e o State Key Laboratoryof Polymer Materials Engineering at Sichuan University of Chengdu, PeoplesRepublic of China.
Muitos esforços têm sido feitos para a re-utilização de artigosde borracha, particularmente borracha reticulada ou vulcanizada. O desejo deencontrar novos usos para o refugo de pneus de veículos a motor éparticularmente intenso porque existem muitos deles, e o seu descarteapresenta problemas. Os governos têm tentado com rigor manter o máximopossível de pneus fora dos aterros por causa do espaço reduzido dos mesmos,dentre outras razões, e o descarte dos pneus através de incineração acarretapreocupações no que diz respeito a contaminação atmosférica através dasemissões de particulados e compostos potencialmente nocivos. Refugos depneus têm sido usados, por exemplo, como combustível em operações defabricação de cimento; como cargas (quando finamente moídos) em pneusnovos, superfícies atléticas ao ar livre e asfalto de estradas; ou como coberturatipo "camada de proteção".
O uso de borracha de pneu moído (GTR) como uma cargaapresenta dificuldades, particularmente quando o produto final desejado étermoplástico, porque GTR é uma composição reticulada termocurada. Porexemplo, artigos extrusados fabricados a partir de borracha pura de pneumoído são fracos e inflexíveis porque os grãos do pneu moído não podem sefundir bem juntos a medida que eles são uma composição termocurada.Portanto, até agora, quando pneu moído é adicionado a composiçõestermoplásticas como uma carga, existe um limite máximo de teor de pneumoído antes que propriedades físicas sejam prejudicadas, e este limitemáximo é aproximadamente de 5 a 10% de borracha de pneu moído. Omesmo é verdade quando borracha de pneu moído é usada em pneus novos.
Um melhoramento no processamento de refugo de borrachavulcanizada compreende pulverização por cisalhamento no estado sólido(S P). S P é um método de moagem onde a redução de tamanho de partícula éefetuada através de rasgamento, cisalhamento, abrasão, ou atrito e éfreqüentemente realizado em condições ambientes (ver, por exemplo,Capítulos 2 e 3, Solid-State Shear Pulverization, K. Khait e S. Carr,Technomic Publishing Company, Inc. 2001). Além da redução de tamanho,S P tem demonstrado que induz a misturação ou compatibilização dasmisturas de multicomponentes assim como, mecanoquímica como umresultado dos radicais gerados a partir da ruptura das ligações de carbono-carbono. Vários tipos de equipamentos e tecnologia de processamento S Ptêm sido desenvolvidos desde os anos 70, incluindo o pulverizador Berstorff,Pulverização por Extrusão, Moinho de Moagem Rotatório, e Moinho comrecipiente (Polymer Engineering and Science, Junho, 1997, Vol. 37 N°. 6,1091 - 1101; Plastics, Rubber and Composites Processing and Applications1996, Vol. 25, N°. 3, 152 - 158). Ambos, o moinho com moagem rotatório e omoinho com recipiente compreendem uma superfície fixa e uma superfície derotação com cada tendo projetos diferentes de superfícies de contato.
Entretanto, a misturação íntima de materiais sólidos diferentes não éfacilmente alcançada usando estas técnicas de pulverização no estado sólidosem o uso de temperaturas elevadas para produzir materiais fundidos.
Tem sido feito um esforço substancial para reciclar ourecuperar refugos de pneus através de misturação com um termoplásticosólido, tal como polietileno, para converter o pneu de borracha em ummaterial que pode ser processado. S3P tem sido aplicado em tais misturas.
Entretanto, esta abordagem exige processamento em fusão da misturaborracha/termoplástico em temperatura elevada junto com numerosos aditivosde processamento. Outros métodos conhecidos incluem a preparação de umcopolímero de monômero polar de enxerto de poliolefina através de métodosmecanoquímicos, e a preparação de pó de borracha com atividade elevada nasuperfície a partir de refugo de borracha de pneu, que podem ser usados paraformar compósitos de pó de borracha/polímero.
Adicionalmente, tem havido tentativas de combinar látices deborracha natural ou sintética com GTR. O pedido de patente japonês N°.2007231153, para Bridgestone, descreve um método de produção de umamistura padrão úmida de látex de borracha natural, negro de fumo e borrachaem pó (GTR), mistura a qual é coagulada e depois seca e extrusada. Taismétodos, entretanto, não alcançam a necessidade para métodos de produçãode materiais termoplásticos utilizáveis a partir de borracha termocuradareciclada e um polímero termoplástico, onde os materiais compreendem>10% de borracha reciclada.
Embora o refugo de pneus de borracha tenha recebido muitaatenção, o problema da reciclagem da borracha permanece muito maisdistante de ser alcançado do que refugo de pneus. Permanece umanecessidade para métodos que combinem polímeros termocurados, do tipo deborracha reticulada, com polímeros termoplásticos, de modo que os novoscompósitos possam ser re-usados efetivamente como composiçõestermoplásticas, sem a perda das propriedades mecânicas dos polímerosconstituintes.
Os inventores têm se empenhado em encontrar uma soluçãopara o problema de produzir um material termoplástico utilizável a partir deborracha termocurada reciclada e um polímero de látex termoplástico queretenha as propriedades mecânicas dos polímeros constituintes mesmo onde aproporção de borracha termocurada é > 10% em peso do compósito.
DESCRIÇÃO DA INVENÇÃO
De acordo com a presente invenção os métodos de fabricaçãode materiais compósitos compreendem:
(a) coagular uma ou mais dispersões de polímero aquosas paraproduzir uma dispersão de polímero coagulado com um tamanho de partículamédio ponderai de cerca de 1 mícron a cerca de 1.000 mícrons;
(b) combinar as partículas de uma ou mais borracha reticuladacom a dispersão de polímero aquosa coagulada para formar uma mistura emdispersão aquosa;
(c) submeter a mistura em dispersão aquosa à pulverização porcisalhamento no estado sólido, reduzindo desse modo o tamanho da partículada borracha reticulada; e,
(d) reduzir o teor de umidade da mistura.
Em uma forma de realização da invenção, o métodocompreende adicionalmente amassar a mistura antes de formar um artigo.
Em outra forma de realização da invenção, a coagulação deuma ou mais dispersões de polímero aquosas é realizada na presença daspartículas de uma ou mais borracha reticulada para formar a mistura emdispersão aquosa.
Em ainda outra forma de realização da invenção, a borrachareticulada é obtida, pelo menos em parte, a partir de pneus reciclados, comuma faixa de tamanho de partícula de tamanho de partícula de peneira de 150mícrons (80 mesh) ou mais, ou tamanho de partícula de peneira de 11.100mícrons (2 mesh) ou menos, ou tamanho de partícula de peneira de 203mícrons (60 mesh) ou mais, ou tamanho de partícula de peneira de 3.350mícrons (6 mesh) ou menos.
Em ainda outra forma de realização da invenção, a dispersãode polímero aquosa que é coagulada é obtida a partir de uma dispersão depolímero em emulsão, preferivelmente, um polímero em emulsão acrílica.
Em uma forma de realização diferente, a dispersão depolímero aquosa coagulada é obtida a partir de uma corrente de refugo deuma instalação para a fabricação de polímero em emulsão.
Em ainda outra forma de realização da invenção, a redução deteor de umidade da mistura compreende isolar o teor de sólidos da mistura.
Em ainda outra forma de realização da invenção, apulverização por cisalhamento no estado sólido compreende moagem comrecipiente ou moagem a disco.
Em ainda outra forma de realização da invenção, a dispersãode polímero aquosa coagulada compreende (co)polímeros tendo unidadespolimerizadas de um ou mais monômeros funcionais com funcionalidadeselecionada dentre funcionalidade carboxiácido, funcionalidade ácidofosforoso, funcionalidade hidroxila, funcionalidade amina, funcionalidadeacetoacetóxi, funcionalidade silila, funcionalidade epóxi, funcionalidadeciano, funcionalidade isocianato, e combinações das mesmas, de produzirmateriais termoplásticos a partir de borracha termocurada reciclada epolímero termoplástico que compreende a co-moagem de uma pasta fluidaaquosa de um látex coagulado compreendendo um polímero termoplástico euma borracha reticulada termocurada sob condições ambientes, de modo queo produto pode ser facilmente isolado e processado em artigos utilizáveis.
O método da invenção é particularmente apropriado noprocessamento de polímeros acrílicos e farelos de borracha de pneus como ospolímeros termocurados e termoplásticos, respectivamente, e podem produzirmateriais compósitos utilizáveis compreendendo >10%, e até 95% deborracha termocurada. O método de moagem a úmido tem um custo baixo, éeficiente, e com ambos, uma capacidade de dissipação de calor melhor epequena obstrução do equipamento. O método compreende um tratamento decoagulação do polímero de látex ou antes ou depois da misturação com aspartículas de borrachas termocuradas. A coagulação das partículas depolímero de látex produz partículas de polímeros com um tamanho departícula médio na faixa de cerca de 1 mícron a cerca de 1.000 mícrons, queestá na faixa de tamanho geral das partículas de borracha de partida, e permitea misturação íntima dos componentes e interação química e/ou mecânica entreeles.
Verificou-se métodos para usar polímeros de látex emconjunção com GTR ou borracha reticulada sob condições de moagem noestado sólido. Porque as partículas de látex são muito menores do que as dotipo GTR grosseiro (aproximadamente três ordens de magnitude diferentes:150 nm vs. 150 mícrons) as pastas fluidas preparadas através da dispersão deGTR com látices convencionais tendem a separar em fase, com as respectivaspartículas inalteradas. Além disso, os presentes inventores descobriram quetécnicas de moagem no estado sólido podem ser apropriadas na moagem aúmido de pastas fluidas. O método com pasta fluida da presente invençãoprove uma mistura uniforme do farelo de borracha de pneu e do polímeroacrílico que pode ser rapidamente introduzida no moinho e facilita oisolamento da mistura do produto de polímero de látex com borrachareticulada ou GTR, mesmo através de métodos convencionais tais como,centrifugação e filtração os quais geralmente não trabalham com láticescomerciais porque eles são geralmente estáveis coloidalmente.
Os métodos da presente invenção permitem a produção demateriais compósitos fabricados completamente, ou parcialmente, a partir deprodutos de refugo ou materiais reciclados. Por exemplo, a borrachatermocurada pode ser borracha de pneu moído (GTR) derivado do refugo depneus de veículos a motor, e o polímero termoplástico pode ser derivado de(co)polímeros de látex obtidos a partir de uma corrente de refugo, tal como, apartir de uma instalação para fabricação de polímero em emulsão.Como usado aqui, o termo "borracha de pneu moída" (GTR)se refere a um material de borracha produzido na forma finamente moído, talcomo farelo de borracha, com o propósito de re-utilização. Este material épredominantemente compreendido de borracha reticulada e termocurada apartir de refugo de pneus, mas pode incluir outros refugos de borracha a partirde outras fontes. GTR é fornecida comercialmente em várias faixas detamanho de partícula, com as classes mais amplas de GTR sendo referidasgeralmente como "borracha moída" (farelo de borracha com um tamanho departícula de peneira de 1520 mícrons, isto é, 10 mesh, ou menor), e "borrachagrosseira" (compreendendo partículas de V* de polegada (0,635 cm) e maior, ecom um tamanho máximo de tamanho de partícula de peneira de 13.000 mesh(uma polegada e meia (3,81 cm)) na dimensão maior).
Como usado aqui, o termo "dispersão de polímero aquosa"significa uma dispersão de partículas poliméricas em água, partículas as quaisexcluem as partículas de borracha reticulada.
Como usado aqui, o termo "polímero de látex" se refere a umadispersão estável de micropartículas poliméricas (tamanho de partícula < 1mícron) em água.
Como usado aqui, o termo "polímero em emulsão" significaum polímero fabricado em água ou uma solução substancialmente aquosaatravés de um processo de polimerização em emulsão.
Como usado aqui, o termo "pulverização" se refere a qualquerprocesso que resulte em uma redução no tamanho da partícula do materialparticulado sólido, realizado através de rasgamento, cisalhamento, abrasão, ouatrito.
Como usado aqui, o termo "pulverização por cisalhamento noestado sólido" ou "SP" se refere a uma pulverização sem fusão de ummaterial no estado sólido para conferir uma tensão ao cisalhamento intensopara as partículas sólidas, e que pode ser realizado com o material emtemperaturas ambientes ou com resfriamento.
Como usado aqui, o termo "formando" se refere a umaoperação que manipula um material termoplástico para apresentar um artigomodelado.
A menos que de outra forma indicado, qualquer termo contidoem parênteses se refere, alternativamente, ao termo no todo como se nenhumparêntese estivesse presente e o termo sem eles (isto é, excluindo o conteúdodo parêntese), e combinações de cada alternativa. Desse modo, o termo(co)polímero se refere a um homopolímero ou copolímero. Além disso,(meta)acrílico se refere a qualquer de acrílico, metacrílico, e misturas dosmesmos.
Como usado aqui, a menos que de outra forma indicado, apalavra "copolímero" inclui, independentemente, copolímeros, terpolímeros,copolímeros em bloco, copolímeros segmentados, copolímeros de enxerto, equalquer mistura ou combinações dos mesmos.
Como usado aqui, o termo "alquila" significa qualquer grupoalquila alifático tendo um ou mais átomos de carbono, o grupo alquilaincluindo, grupos n-alquila, s-alquila, i-alquila, t-alquila ou alifáticos cíclicoscontendo estruturas de anel com um ou mais que 5, 6 ou sete membros.
Como usado aqui, a expressão "(C3- Ci2)-" ou "(C3- C6)-" esimilares se refere a compostos contendo de 3 a 12 átomos de carbono e de 3a 6 átomos de carbono, respectivamente.
O termo "monômeros de ácidos carboxílicos insaturados" ou"monômeros de carboxiácido" inclui, por exemplo, ácido (meta)acrílico,ácido crotônico, ácido itacônico, ácido 2-metil itacônico, ácido a,P-metilenoglutárico, fumaratos de monoalquila, monômeros maleicos; anidridos dosmesmos e misturas dos mesmos. Monômeros maleicos incluem, por exemplo,ácido maleico, ácido 2-metil maleico, maleatos de monoalquila, e anidridomaleico, e versões substituídas dos mesmos.O termo "monômeros de ácido sulfônico insaturados" inclui,por exemplo, ácido 2-(meta)acrilamido-2-metilpropanosulfônico e ácido para-estireno sulfônico.
Como usado aqui, a expressão "aquosa" ou "solução aquosa"inclui água e misturas compostas substancialmente de água e solventesmiscíveis em água.
Como usado aqui, "%p", "% em peso" ou "percentagem p."significa percentagem em peso. Como usado aqui, a expressão "com base nopeso total de sólidos no compósito de polímero" se refere a quantidades empeso de qualquer dado ingrediente em comparação com a quantidade de pesototal de todos os ingredientes sem água no compósito de polímero (porexemplo, copolímeros de látex e borracha de pneu moída).
Como usado aqui, a menos que outra forma indicado, o termo"tamanho de partícula de peneira" se refere ao tamanho da partícula de ummaterial que resulta de uma amostra que passa através de uma peneira dodado tamanho de partícula. Por exemplo, borracha de pneu moída, moída demodo que ela passa através de uma peneira de tamanho de 203 mícrons (60mesh) é referida como tendo um tamanho de partícula de peneira do tamanhode 203 mícrons. Para um dado material, um tamanho de partícula de peneirade malha será maior do que o tamanho de partícula médio ponderai.
O tamanho de partícula e distribuição do tamanho de partículadas dispersões de polímero aquosas coagulado descritos aqui foram medidosusando um Analisador de Tamanho de Partícula Malvern Mastersizer 2000(Malvern Instruments Ltd., Malvern, Worcestershire, UK). Este instrumentousa uma técnica de dispersão de luz e o tamanho de partícula obtido é umtamanho de partícula médio ponderai.
A borracha reticulada pode ser qualquer borracha que tenhasido reticulada e não está restrita a borracha obtida através da moagem derefugo de pneus. Por exemplo,a borracha reticulada pode ter sido derivada deum ou mais tipos de borrachas selecionadas dentre borracha natural, borrachasintética, e derivados das mesmas. Exemplos de borrachas sintéticas incluempolímeros com base em dieno tais como isopreno, cis-l,4-poliisopreno,estireno-butadieno, estireno-acrilonitrila-butadieno, acrilonitrila-butadieno,cis-l,4-polibutadieno, borracha de monômero- etileno-propileno-dieno(EPDM), borracha de cloropreno, borracha de butila halogenada, e similares.
Preferivelmente, a borracha reticulada do material decompósito é uma borracha reciclada, e mais preferivelmente ela é obtida, pelomenos em parte a partir de borracha reciclada de polímero moído de pneu deveículo a motor. Por esse motivo, a borracha pode ser vulcanizada (reticulada)ou borracha hiperoxidada e pode conter uma ou mais espécies tais como,agente de reticulação, enxofre, acelerador de vulcanização, antioxidante,inibidor de degradação de ozônio, preservativo, óleo do processo, oxido dezinco (ZnO), negro de fumo, cera, ácido esteárico,e similares, a medida queestão freqüentemente presentes em refugos de produtos de borracha.Preferivelmente, a borracha de entrada foi pré-extraída de qualquer conteúdonão borracha, tais como, por exemplo, cinta ou lona de aço, à medida queestão presentes em refugo de pneus de veículos a motor. Fontes comerciais deGTR são geralmente providas desta maneira.
A presente invenção não está limitada pelo modelo departículas de borracha reticuladas de partida. A borracha para uso no processoS P pode ser, por exemplo, em forma de tiras, grânulos de borracha, fios deborracha, ou partículas tais como, farelo de borracha, ou um pó de borracha,os quais as formas particuladas estão comercialmente disponíveis e sãoproduzidas por métodos conhecidos pelos versados na arte. Os tamanhos departículas de borracha como introduzidos no processo S P, embora utilizáveis,são menos práticos acima de um tamanho de partícula de peneira de 11.100 (2mesh). Geralmente, o tamanho da partícula de borracha está na faixa detamanho de partícula de peneira de 7.000 mícrons (3 mesh) ou menos. Ostamanhos de partículas maiores podem exigir repetições adicionais demoagem a úmido. Adicionalmente, a velocidade de rotação e o projeto dassuperfícies de contato podem impactar também a efetividade da moagem aúmido. Preferivelmente, a borracha reticulada tem um tamanho de partículade tamanho de partícula de peneira de 3.350 mícrons (6 mesh) ou menos, ouum tamanho de partícula de peneira de 150 mícrons (80 mesh) ou mais, ou,mais preferivelmente, um tamanho de partícula de peneira de 203 mícrons (60mesh) ou mais. O tamanho de partícula resultante da borracha S P moída égeralmente o mesmo tamanho do látex coagulado e, tamanhos de artigos deborracha de partida maiores, podem estar na faixa de tamanho de partícula depeneira de 2000 mícrons ou menos. Preferivelmente, o tamanho de partícularesultante da borracha S P moída é um tamanho de partícula de peneira de100 mícrons ou menos, ou um tamanho de partícula de peneira de 46 mícrons(300 mesh) ou mais, ou um tamanho de partícula de peneira de 35 mícrons(400 mesh) ou mais.
O (co)polímero de látex usado no material compósito podecompreender, como unidades copolimerizadas, monômeros etilenicamenteinsaturados incluindo, por exemplo, monômeros etilenicamente insaturadosa,P- (por exemplo, alcenos primários); compostos vinil aromáticos, tais como,estireno ou estireno substituído (por exemplo, a-metil estireno);etilvinilbenzeno, vinilnaftaleno, vinilxilenos, viniltoluenos, e similares;butadieno; acetato de vinila, butirato de vinila e outros ésteres vinílicos;monômeros de vinila tais como álcool vinílico, éteres vinílicos, cloreto devinila, vinil benzofenona, cloreto de vinilideno, e similares; éteres de alila; N-vinil pirrolidona; olefinas; éteres vinil alquílicos com grupos C3 - C3o alquila(por exemplo, éter estearil vinílico) éteres de arila com grupos C3 - C30alquila; ésteres Ci - C30 alquila de ácido (meta)acrílico (por exemplo, acrilatode metila, metacrilato de metila, (meta)acrilato de etila, (meta)acrilato debutila, (meta)acrilato de 2-etilhexila, (meta)acrilato de benzila, (meta)acrilatode laurila, (meta)acrilato de oleíla, (meta)acrilato de palmitila, (meta)acrilatode estearila; monômeros de (meta)acrilato de hidróxialquila tais como,acrilato de 2-hidroxietila, metacrilato de 2-hidróxietila, (meta)acrilato de 2-hidróxipropila, e (meta)acrilato de l-metil-2-hidróxietila; assim como asamidas e nitrilos relatados, tais como, (meta)acrilamida, (meta)acrilamidassubstituídas (por exemplo, diacetona acrilamida), ou (meta)acrilamidassubstituídas por N-alquila (por exemplo, octil acrilamida e amida de ácidomaleico); e acrilonitrila ou metacrilonitrila; ésteres vinílicos insaturados deácido (met)acrílico; monômeros multifuncionais (por exemplo, triacrilato depentaeretritol); monômeros derivados de colesterol; etileno; monômerostensoativos (por exemplo, metacrilato de Cjg H27 -(oxido de etileno)2o emetacrilato de Ci2 H25 -(oxido de etileno)23; monômeros monoetilenicamenteinsaturados a,p- contendo funcionalidade ácido (por exemplo, ácido acrílico eácido metacrílico, ácido acrilóxipropiônico, ácido (meta)acrilóxipropiônico,ácido itacônico, ácido maleico ou anidrido, ácido fumárico, ácido crotônico,maleatos de monoalquila, fumaratos de monoalquila, itaconatos demonoalquila); (meta)acrilatos substituídos por ácido; metacrilato de sulfoetilae monômeros de ácido sulfônico insaturados; (meta)acrilamidas substituídaspor ácido (por exemplo, ácido 2-acrilamido-2-metilpropilsulfônico);(meta)acrilatos básicos substituídos (por exemplo, metacrilato dedimetilaminoetila, metacrilato de butilaminoetila terciária); e (meta)acroleína.
O (co)polímero de látex do material compósito podecompreender ainda monômeros funcionais copolimerizados, ou monômerossubseqüentemente polimerizados, a fim de conferir as propriedades preferidasde acordo com o uso final desejado do material compósito. Tais monômerospodem incluir monômeros com funcionalidade carboxiácido (por exemplo,monômeros de ácido carboxílico etilenicamente insaturados), oufuncionalidade ácido fosforoso (monômeros de ácido fosforoso), oumonômeros com funcionalidade hidroxila, ou funcionalidade amina, oufuncionalidade acetoacetóxi, ou funcionalidade silila, ou funcionalidadeepóxi, ou funcionalidade ciano, ou funcionalidade isocianato. Exemplos demonômeros funcionais incluem ácido (meta)acrílico, (meta)acrilato deglicidila, (meta)acrilato de fosfoetila, (meta)acrilato de hidróxietila,(meta)acrilato de acetoacetóxietila, e similares. Polímeros de látex acrílico sãoespecialmente bem apropriados para a invenção devido à variedade de gruposfuncionais que podem ser prontamente incorporados na estrutura dorsal dopolímero.
Em uma forma de realização, o (co)polímero de látex destainvenção compreende um ou mais monômeros multietilenicamenteinsaturados copolimerizados tais como, por exemplo, metacrilato de alila(ALMA), acrilato de alila, ftalato de dialila, dimetacrilato de 1,4-butilenoglicol, dimetacrilato de 1,2-etileno glicol, diacrilato de 1,6-hexanodiol,butadieno, triacrilato de trimetilpropano (TMPTA) e divinil benzeno. Omonômero multietilenicamente insaturado pode ser empregado efetivamenteem níveis tão baixos quanto 0,1% em peso com base no peso do copolímero,preferivelmente de 0,1 a 10%, ou de 0,1 a 5% em peso com base no peso docopolímero.
(co)polímeros de látices que são apropriados para uso napresente invenção incluem, mas não estão limitados a, látices de acrílico,látices de estireno- acrílico, látex de borracha natural e derivados de látex deborracha natural, tais como látex de borracha natural epoxidada; látex deborracha sintética, tais como isoprenos, butadienos tais como látex deestireno-butadieno ou látex de estireno-acrilonitrila-butadieno; e combinaçõesdos mesmos. O (co)polímero de látex pode ser fabricado através de qualquermétodo de polimerização, incluindo, por exemplo, polimerização em solução,polimerização em bruto, polimerização da fase heterogênea (incluindo, porexemplo, polimerização em emulsão, polimerização em mini-emulsão,polimerização em micro-emulsão, polimerização em suspensão,polimerização em dispersão, e polimerização em emulsão reversa), ecombinações das mesmas, como é conhecido na arte. O peso molecular de taisespécies de polímero de látex pode ser controlado através do uso de umregulador de cadeia, por exemplo, compostos de enxofre, tais como,mercaptoetanol e dodecil mercaptano. A quantidade de regulador de cadeia,com base no peso total de todos os monômeros usados para fabricar o(co)polímero, pode estar na faixa de 20% ou menos, mais comumente 7% oumenos. O peso molecular do (co)polímero de látex é preferivelmente de cercade 5.000 a 2.000.000, ou, mais preferivelmente, de 20.000 e 1.000.000.
A temperatura de transição vítrea (Tg) dos polímeros é medidaatravés de calorimetria de varredura diferencial (DSC). "Tg" é a temperaturaem ou acima da qual um polímero vítreo irá se submeter a um movimentosegmentar da cadeia de polímero. Para medir a temperatura de transição vítreade um polímero através de DSC, a amostra de polímero é seca, pré-aquecida a120° C, rapidamente resinada para -100° C, e depois aquecida a 150° C, comuma taxa de 20° C/minuto enquanto os dados de DSC são coletados. Atemperatura de transição vítrea para a amostra é medida no ponto do meio dainflexão usando o método de meia-altura; calibração da célula usando umareferência índio para temperatura e entalpia, como é conhecido na arte.Preferivelmente o (co)polímero em emulsão usado nesta invenção tem umaTg de -10 a 35° C, embora a Tg do copolímero usado nesta invenção não sejaparticularmente limitada.
Em uma forma de realização, o (co)polímero de látex é obtidoa partir de uma corrente de refugo de uma instalação para a fabricação depolímero em emulsão. Vantajosamente, isto permite a produção de materiaiscompósitos fabricados completamente, ou parcialmente, a partir de produtosde refugo ou materiais reciclados.
O (co)polímero de látex usado no material compósitopreferivelmente compreende 5% em peso ou mais, ou 95% em peso oumenos, ou 10% em peso ou mais, ou 90% em peso ou menos, do total desólidos do compósito, preferivelmente 10% em peso ou mais, ou 75% empeso ou menos, ou de 25 - 65%, mais preferivelmente de 35 - 65%, ou até50% em peso.
O (co)polímero de látex usado no material compósito écoagulado, ou floculado, para produzir uma dispersão de polímero aquosacoagulada em que as partículas estão na faixa de tamanho geral das partículasde borracha de partida, preferivelmente dentro de uma ordem de magnitude detamanho de partícula das partículas de borracha. Além de prover umamisturação melhor do polímero de látex com as partículas de borracha, acoagulação do polímero de látex ajuda também a evitar a obstrução das placasdurante a pulverização por cisalhamento no estado sólido. O (co)polímero delátex pode ser coagulado antes ou depois da misturação com as partículas deborracha. Métodos de coagular uma dispersão de polímero aquosa sãoconhecidos na arte, e não são limitados aqui. Métodos apropriados decoagulação podem incluir a adição de um ácido, tais como, ácido fórmico ouácido sulfurico, ou um sal, tais como, cloreto de sódio ou cloreto de ferro(férrico). Outros coagulantes químicos podem incluir alume, alumínio,cloridrato de alumínio, sulfato de alumínio, oxido de cálcio, sulfato de ferro(ferroso), sulfato de magnésio, poliacrilamida, aluminato de sódio, e silicatode sódio, e similares; e coagulantes de produtos naturais podem incluirquitosano, sementes de moringa oleífera, papaína, sementes de strychnos, egelatina de peixe, dentre outros. Preferivelmente a dispersão de polímeroaquosa coagulada tem um tamanho de partícula médio na faixa de 1 mícron a5.000 mícrons, e mais preferivelmente, de 5 mícrons a 200 mícrons, e aindamais preferivelmente, de 10 mícrons a 100 mícrons. Preferivelmente adispersão de (co)polímero aquoso coagulado é bombável.
A dispersão aquosa coagulada é combinada com partículas deborracha reticulada para formar uma mistura em dispersão aquosa, e a misturaé submetida ao S P. Técnicas apropriadas incluem aquelas que podem serusadas para pulverizar a mistura como uma pasta fluida contendo materialparticulado sólido, e desse modo reduzir o tamanho da partícula das partículasde borracha enquanto elas estão em contato íntimo com o polímerocoagulado. Por exemplo, técnicas tal como extrusão por cisalhamento noestado sólido, SSSE, que foram projetadas com unidades de aquecimento e,em uso normal, são usadas para processar materiais de entrada no estadofundido, podem ser usadas com misturas de pastas fluidas aquosas sobcondições ambientes. Desse modo, diversas técnicas podem ser usadas, ouadaptadas para serem usadas, para praticar o método desta invenção,incluindo, mas não limitadas a, várias técnicas de moagem, tais como, moinhode moagem rotatório, moagem no estado sólido com cisalhamento elevado,moagem a disco, moagem em recipiente, moagem de pedra, moagem deplástico; assim como outras técnicas de pulverização, tais como a compulverizador Berstorff, pulverização em extrusão, extrusão por cisalhamentono estado sólido, e extrusor Brubender; e técnicas similares.
O método da presente invenção inclui ainda a redução do teorde umidade da pasta fluida pulverizada. Isto pode compreender ambos, aretirada de água da pasta fluida e a secagem do material compósito sólidorestante. A retirada da água da pasta fluida, por sua vez, pode incluirprocessos como, por exemplo, filtração de sólidos para remover o excesso deágua, ou centrifugação, assim como, redução adicional do teor de umidade daamostra através de espremedura, ou pressão, ou secagem por congelamento.
Métodos convencionais de secagem podem também ser empregadosincluindo, por exemplo, o uso de fornos ou secadores tais como, secadores avácuo, secadores a ar, secadores com tambor, ou secadores de mão.Preferivelmente, o método compreende adicionalmente o processamentotermoplástico da dispersão aquosa pulverizada coagulada, e além disso, aredução do teor de água pode ocorrer durante tal processamento, por exemplo,através da compressão da amostra em temperaturas acima da temperaturaambiente. O processamento do material termoplástico, que pode ser realizadoem temperatura elevada, pode incluir as etapas de amassar ou formar omaterial compósito. O amassamento pode ser realizado usando um moinhocom dois rolos, ou através da extrusão do material, ou, em alguns casos, serdistribuído para um modelador por injeção. O processo de formação podeincluir técnicas tais como calandragem, moldagem por compressão, oumoldagem por injeção. A moagem com dois rolos é uma operação deprocessamento de polímero padrão freqüentemente usada em conjunção commoldagem por compressão para transformar o material em um artigomoldado. Alternativamente, extrusão ou um procedimento de processamentoem fusão similar pode ser usado.
A mistura de pasta fluida pode compreender adicionalmentevários aditivos como desejado ou exigido de acordo com o uso final domaterial compósito, tais como, por exemplo, um ou mais agentes devulcanização, antioxidantes, estabilizadores-UV, retardantes de chamas,colorantes, cargas, pigmentos, e auxiliares do processamento.
Em uma forma de realização preferida, a borracha de pneumoída de tamanho de partícula de peneira de 203 microns (60 mesh) éadicionada, em uma base de sólidos igual, para uma dispersão aquosa com10% de sólidos de um copolímero de látex acrílico, tal como, Rhoplex AC261(disponível na Rohm and Haas Company, Filadélfia, PA), e o látex écoagulado in situ através da adição de uma solução com 40% de cloretoférrico como descrito abaixo no Exemplo l(a). A pasta fluida é submetida àpulverização por cisalhamento no estado sólido como descrito no Exemplo 2,depois é filtrada e seca antes de ser processada em um moinho com dois rolose ser moldada por compressão, como descrito no Exemplo 3(a) abaixo, paraproduzir um compósito de borracha acrílico.
O material compósito produzido através do processo dapresente invenção é um material termoplástico que pode ser, opcionalmente,ainda formulado e moldado por compressão para prover o produto finaldesejado, que não está limitado a qualquer meio em particular para o versadona arte. Em algumas aplicações o material compósito pode compreenderadicionalmente cargas na forma de, pós, fibras, lascas ou aparas; ou materiaisde reforço, tais como não tecidos, ou tecidos leves, e similares, comoconhecido nas artes respectivas. Negro de fumo é um exemplo de uma cargaque é usada em muitos dos produtos finais imaginados. Produtos finaisutilizáveis incluem, mas não estão limitados a, partes automotivas, tais como,pneus, pára-choques, juntas de vedação, ventoinhas, limpadores de pára-brisa,forros, encaixes para amortecer a vibração, material isolante e remates;produtos para construção tais como, membranas para cobertura de telhados,telhas finas para o teto ou feltros para teto; modificadores de membranas paracobertura de telhados EPDM; revestimentos; modificadores para revestimentode neoprene; telhas ou forro para telhas; forros de carpete; seladores deasfalto, reforço de asfalto e material de superfície para estradas de concretoasfáltico; cargas rachadas para asfalto e cimento; modificação de concreto;materiais a prova de som; forração acústica; forração para o chão e materialpara carpetes; produtos industriais tais como, forros para aterros; adesivos defusão a quente; utilitários para a prática de esportes como pistas e esteirasartificiais; superfícies para pátios; esteiras e enchimentos; núcleos esféricos; eprodutos para o consumidor tais como, ladrilhos para o chão; solas de sapato;forros; coberturas; produtos moldados; e similares.
EXEMPLOS
Exemplo 1: Preparação da Mistura de Pasta Fluida de Borracha/Polímero;l(a) Coagulação in situ
• TM
Um polímero de látex acrílico comercial, látex RhoplexAC261 (copolímero em emulsão com 50% de sólidos de acrilato de butila emetacrilato de metila; Rohm and Haas Company, Filadélfia, PA), e Borrachade Pneu Moída (tamanho de partícula de peneira de 203 mícrons; isto é, 60mesh; da Lv Huan Rubber Powder Limited Company, Zhejiang, China),foram usados na mistura de pasta fluida como se segue: 1000 g de látexRhoplex™ AC261 foram diluídos com 3500 g de água em um recipiente de7,57 litros. 500 g de Borracha de Pneu Moída foram adicionadosgradualmente ao látex diluído, enquanto se agitava, durante um período de 10minutos. Depois que o farelo de borracha de pneu é disperso na dispersão delátex, 37,6 g de uma solução com 40% de cloreto de ferro(III), FeCl3, foramadicionados a dispersão para iniciar a coagulação do látex. A agitação foicontinuada por 15 minutos e a mistura de pasta fluida foi deixada equilibrardurante a noite. A mistura coagulada se assentou em um bolo sólido mas podeser re-dispersa prontamente em uma pasta fluida escoável com agitação. Otamanho da partícula dos sólidos de polímero coagulado foi estimado atravésde um microscópio óptico como sendo em torno de 10 - 200 mícrons.Adicionalmente, o tamanho da partícula e distribuição de tamanho dapartícula da mistura coagulada foi medido usando um Analisador de Tamanhode Partícula Malvern Mastersizer 2000™ (Malvern Instruments Ltd.,Worcestershire, UK). O resultado mostrou uma sobreposição na distribuiçãobimodal com a distribuição de tamanho de partícula menor mostrando umadistribuição ampla de partículas de 1 mícron a 1.000 mícrons com >80% entre2 - 2000 mícrons e com um pico a ~25 mícrons. A última distribuição foideterminada como sendo a do polímero de látex coagulado (ver abaixo, l(b)).
Preparação da Mistura de Pasta Fluida de Borracha/Polímero; l(b) Pré-Coagulação do Látex
Em um procedimento alternativo, a pasta fluida como descritano Exemplo l(a) foi preparada também através da coagulação do látexseguido pela adição de borracha de Pneu Moído, como se segue: 1000 g delátex Rhoplex AC261 (50% de sólidos) foram diluídos com 3500 g de águaem um recipiente de 7,57 litros. 37,6 g de uma solução com 40% de FeCi3,foram adicionados à dispersão para iniciar a coagulação do látex. A agitaçãofoi continuada por 15 minutos e a dispersão de polímero coagulado foideixada equilibrar durante a noite. 500 g de Borracha de Pneu Moída(tamanho de partícula de peneira de 203 mícrons; isto é, 60 mesh) foramadicionados gradualmente a dispersão de polímero coagulado com agitaçãodurante um período de 10 minutos. O tamanho da partícula dos sólidos dopolímero coagulado foi estimado através de um microscópio óptico comosendo em torno de 10 - 200 mícrons. Adicionalmente, o tamanho da partículae distribuição de tamanho da partícula da dispersão coagulada foi medidousando um Analisador de Tamanho de Partícula Malvern Mastersizer 2000(Malvern Instruments Ltd., Worcestershire, UK). O resultado mostrou umadistribuição ampla de partículas de 1 mícron a 1.000 mícrons com >80% entre2 - 2000 mícrons e com um pico a -25 mícrons.
Exemplo 2: Pulverização por Cisalhamento no Estado Sólido (S3P) da Misturada Pasta Fluida de Borracha/Polímero
A pasta fluida do Exemplo l(a) e, separadamente, Exemplol(b), foi submetida à pulverização por cisalhamento no estado sólido sobcondições úmidas usando um Método de Moagem em Recipiente comodescrito em Plastics, Rubber and Composites Processing and Applications,1996, Vol. 25, N°. 3, 152 - 158; Polymer Engineering and Science, 1997, Vol.37, N°. 6, 1091 - 1101. Em cada caso, a pasta fluida de borracha/polímero foidiluída para 10% do total de sólidos e alimentada em uma entrada do Moinhocom Recipiente. A moagem foi realizada sob condições ambientes com orecipiente em movimento girando a 60 rpm. O espaço entre os recipientes foicontrolado por um dispositivo de direção de fluido para alcançar umapulverização eficiente da mistura de borracha/polímero. A pasta fluida foimoída 5 vezes através da re-introdução da descarga da pasta fluida moída nomoinho.
Exemplo 3: Preparação de Artigos Compósitos de Borracha/Polímero: 3 (a)Moagem com 2 Rolos e Moldagem por Compressão
A mistura da pasta fluida de borracha/polímero foi filtradausando um saco de filtro de 10 mícrons e a mistura sólida foi ainda espremidapara reduzir a água. O sólido úmido resultante (-50 - 60% de teor deumidade) foi seco em um forno a vácuo a 70° C por 2 dias. O sólido damistura seca (<5% de teor de umidade) foi processado em um moinho de 2rolos a 190° C por 5 minutos e moldado por compressão entre placas de açoequipadas com uma estrutura de 0,102, 0,127, ou 0,203-cm de espessura (40,50 ou 80-mil de espessura), 25,4 cm por 25,4 cm (10 polegadas por 10polegadas) a 190° C por um total de 5 minutos: 3 minutos em pressão baixa(10 - 15 toneladas) e 2 minutos em pressão alta (75 toneladas). O resfriamentoadicional foi realizado também sob pressão (75 toneladas) em temperaturaambiente por 5 minutos em uma prensa fria equipada com circulação de água.
3(b): Preparação da Extrusão dos Artigos Compósitos de Borracha/Polímero
Em um procedimento alternativo para preparar os artigoscompósitos de borracha/polímero, o sólido da mistura seca foi processadotambém diretamente através de extrusão, sem passar pela etapa de moagemem 2 rolos. O compósito de borracha/polímero seco foi extrusado usando umparafuso duplo cônico de contra-rotação Haake, com dois parafusos de 1,9 cm(3/4 de polegada) de diâmetro afilados girando a 40 rpm. A unidade principalcontinha três zonas de aquecimento (185 - 190 - 195° C) e vários termopares emangueiras de resfriamento para controle da temperatura. O material foiextrusado através de uma matriz de ressalto de 5 cm de largura com umtamanho de espaço de 0,102 cm (40 mil).
Exemplo 4: Propriedades do Artigo Compósito de Borracha/Polímero: 4 (a)Propriedades Mecânicas
Amostras de compósito do Exemplo 3(a) (exceto a amostra 6,abaixo que foi preparada através do processo do Exemplo 3 (b)) foramcortadas em um modelo de cachorro a partir de plaquetas moldadas, de modoque uma largura de cerca de 0,35 cm (0,14 polegadas) foi obtida, e umaespessura de o, 102 cm (40 mil). O teste mecânico foi realizado seguindo oprotocolo ASTM-628 em um aparelho de teste de tração Tinius olsen H50KS(Tinius Olsen Inc., Horssham, PA), usando o tipo 5 ajustado para borrachas.
A taxa do cabeçote cruzado foi 0,76 cm/minuto (0,3 polegadas/minuto), e umcomprimento de calibre de 0,76 cm (0,3 polegadas) foi usado. O teste foirealizado sob uma temperatura controlada de 23° C e umidade relativacontrolada de 50%. A partir deste teste, o alongamento em ruptura, tensãomáxima (resistência á tração), modulo de elasticidade (modulo tangente), eenergia de ruptura para as amostras foram determinados.
Tabela 1: Propriedades Mecânicas dos Materiais Compósitos AC-261 e GTR
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* Preparado através de Extrusão (Ex. 3(b)). Todas as outrasamostras preparadas através de modelagem por compressão (Ex. 3(a)).
Propriedades do Artigo Compósito Borracha/Polímero: 4(b) Efeito daCoagulação do Polímero de Látex
As misturas de pasta fluida polímero/borracha, com e sem aetapa de coagulação descrita no Exemplo 1 (b), foram filtradas para retirada deágua com um saco de filtração de 10 mícrons.
As pastas fluidas consistiam de 10% em peso de sólidos depolímero e 10% em peso de borracha de pneu moído. Os sólidos na pastafluida se sedimentaram enquanto eram deixados descansar, com a camada detopo levemente túrbida. A pasta fluida sem coagulação mostrou sedimentaçãoda borracha de pneu moído sem uma camada de água branca. Depois dafiltração, o teor de sólidos do filtrado das duas pastas fluidas foramdeterminados gravimetricamente. (Tabela 2).
Tabela 2: Efeito da Coagulação do Polímero de Látex nos Sólidos FiltradosDepois da Filtração
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Sem coagulação, os sólidos do polímero de látexessencialmente passaram através do filtro e os sólidos filtrados estão quaseinalterados com relação ao polímero de látex.
A habilidade para isolar os sólidos na pasta fluida permite quea mistura compósito seja lavada. Os componentes hidrofílicos residuais napasta fluida, tais como, os coagulantes e tensoativos, podem afetar o produtofinal negativamente. A mistura compósito coagulada foi filtrada através deum saco de filtração de 10 mícrons e os sólidos foram depois re-dispersos emágua e re-filtrados duas vezes, efetivamente lavando a amostra para removerhidrofílicos residuais. A mistura compósito foi processada como descrito noExemplo 3(a). A sensitividade da água dos materiais compósitos sólidosfinais, depois da moldagem por compressão, foi determinada deixando demolho um pedaço de compósito moldado em água e então, depois de secar aágua da superfície, a absorção de água foi medida durante um tempo. Aabsorção de água foi calculada como a % em peso de água absorvida comrelação ao peso do compósito.Tabela 3: Efeito da Lavagem dos Componentes da Pasta Fluida na Absorção
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O material compósito preparado a partir dos sólidos que foramfiltrados e re-dispersos em água (e por esse motivo lavados) mostraram umaabsorção de água muito menor quando do molho prolongado. Muitasaplicações industriais de materiais poliméricos ou compósitos, tais como,aplicações para telhados, exigem uma absorção de água mínima, por exemplo,menos do que 5% de absorção de água quando do molho em água durante umperíodo de 7 dias, ou durante um período de 20 dias, ou mais longo, a medidada necessidade da aplicação.
Propriedades do Artigo Compósito de Polímero/Borracha: 4(c) Efeito dapulverização por Cisalhamento no Estado Sólido (S P)
Amostras da mistura de pasta fluida polímero/borracha (doExemplo l(a)) foram usadas para fabricar compósitos de polímero através dequatro métodos diferentes. Dois métodos incluíam a técnica S P, e os doisoutros métodos não; e para este cenário, uma amostra foi submetida aotratamento de moagem com 2 rolos e moldagem por compressão, e a outraamostra foi simplesmente moldada por compressão (sem a moagem com doisrolos), ver Tabela 4 abaixo. Os compósitos de polímero foram de outramaneira preparados identicamente. As propriedades mecânicas foram testadaspara os compósitos de polímero formados através dos quatro métodosdiferentes.Tabela 4: Propriedades Mecânicas dos Compósitos de Polímero
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O método empregando ambos, S P e moagem com dois rolosproduz compósitos com resistência a tensão e alongamento superior. O uso desó uma das duas técnicas resulta em compósitos de polímero compropriedades mecânicas intermediárias. Por outro lado, se o material éprensado sem S P ou moagem com dois rolos, as propriedades mecânicas sãocomparativamente deficientes. Os dados mostram que a técnica S P produzuma diferença chave nas propriedades finais do material.
Exemplo 5: Materiais Compósitos Preparados a partir de Látices deComposições de Polímeros Variadas
Os materiais compósitos podem ser preparados com uma faixade outros polímeros de látex incluindo Rovace 661 (acetato devinila/acrilato de butila, 55% de sólidos; Rohm and Haas Company,Filadélfia, PA); Airflex™ 500 (etileno/acetato de vinila, 55% de sólidos; AirProducts and Chemicals, Inc., Allentown, PA); UCAR DM171 (borrachaestireno/butadieno, 50% de sólidos; Dow Chemical Company, Midland, MI) eRhoplex 2200 (estireno/acrílico, 50% de sólidos; Rohm and HaasCompany). As misturas de pasta fluida de polímero/borracha são preparadaspara cada polímero de látex de acordo com as quantidades indicadas naTabela 5 e através do método como descrito no Exemplo l(a).Tabela 5: Composições de Pasta Fluida para Vários Látices de Polímero
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As pastas fluidas de polímero/borracha mostradas na Tabela 5são processadas ainda através dos métodos descritos nos Exemplos 2 e 3 paraproduzir materiais compósitos.
Exemplo 6: Materiais Compósitos Preparados a partir de Refugo de Materialde uma Instalação para a Fabricação de Polímero em Emulsão
Neste exemplo, a mistura de pasta fluida de polímero/borrachafoi preparada através do método do Exemplo l(b) usando o material de refugoderivado de uma instalação para produção de polímero em emulsão. Omaterial de refugo de tal instalação é rotineiramente produzido a partir doenxágüe dos vasos do reator de polimerização em emulsão, e contém um nívelmuito baixo de sólidos de polímero (<2%) a partir de uma mistura deprodutos de látex projetada para aplicações na faixa de adesivos pararevestimentos (Tg -40 a 40° C). Tipicamente, na instalação para fabricação,estes polímeros contendo águas de enxágüe são coagulados (por exemplo,com FeCls) e a água é retirada para -30% sólidos antes do descarte. Nesteexemplo, o material de refugo coagulado sem água foi usado para prepararuma pasta fluida de polímero/borracha re-dispersando os sólidos úmidosextraídos da coleta de refugo junto com GTR (tamanho de partícula depeneira de 203 mícrons; isto é 60 mesh), adicionados com um nível de sólidossimilar, e depois a mistura de polímero/borracha foi moída e processada deacordo com o Exemplo 2 e 3(a). A folha de compósito resultante derivada dorefugo dos polímeros em emulsão e GTR, depois da moldagem porcompressão, tem integridade similar as do Exemplo 4 com AC261, emboracom propriedades mecânicas inferiores.
Tabela 6: Propriedades Mecânicas dos Materiais Compósitos a partir doRefugo de Polímeros em Emulsão e GTR
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Como mostrado na Tabela 6, os compósitos de borracha depolímero de acordo com a presente invenção obtiveram boas propriedadesmecânicas em todas as proporções de borracha reticulada testada. Ocompósito de borracha de polímero com 50/50 peso/peso exibiu excelentespropriedades mecânicas, particularmente para um material tendo um teor derefugo de borracha alto.

Claims (10)

1. Método para preparar um material compósito, caracterizadopelo fato de que compreende as etapas de:(a) coagular uma ou mais dispersões de polímero aquosas paraproduzir uma dispersão de polímero coagulado com um tamanho de partículamédio ponderai de cerca de 1 mícron a cerca de 1.000 mícrons;(b) combinar as partículas de uma ou mais borrachasreticuladas com a dispersão de polímero aquosa coagulada para formar umamistura de dispersão aquosa em dispersão aquosa;(c) submeter a mistura de dispersão aquosa à pulverização porcisalhamento no estado sólido; e(d) reduzir o teor de umidade da mistura.
2. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que compreende adicionalmente amassar a mistura antes de formar umartigo.
3. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que a coagulação de uma ou mais dispersões de polímero aquosas érealizada na presença de partículas de uma ou mais borrachas reticuladas paraformar a mistura em dispersão aquosa.
4. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que o tamanho da partícula da borracha reticulada é um tamanho departícula de peneira de 150 mícrons (80 mesh) ou mais, ou um tamanho departícula de peneira de 11.100 mícrons (2 mesh) ou menos.
5. Método de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelofato de que a borracha reticulada é obtida, pelo menos em parte, a partir depneus reciclados.
6. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que a dispersão de polímero aquosa que é coagulada é obtida a partirde uma dispersão de polímero em emulsão.
7. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que a dispersão de polímero aquosa coagulada é obtida a partir de umacorrente de refugo de uma instalação para a fabricação de polímero ememulsão.
8. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que a redução do teor de umidade da mistura compreende isolar o teorde sólidos da mistura.
9. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelofato de que a pulverização por cisalhamento no estado sólido compreendemoagem em recipiente ou moagem a disco.
10. Método de acordo com a reivindicação 1, caracterizadopelo fato de que a dispersão de polímero aquosa coagulada compreende umcopolímero tendo unidades polimerizadas de um ou mais monômerosfuncionais com funcionalidade selecionada dentre funcionalidadecarboxiácido, funcionalidade ácido fosforoso, funcionalidade hidroxila,funcionalidade amina, funcionalidade acetoacetóxi, funcionalidade silila,funcionalidade epóxi, funcionalidade ciano, funcionalidade isocianato, ecombinações das mesmas.
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