PT683199E - Processo para a reciclagem de po residual de composicoes de revestimento - Google Patents

Description

PROCESSO PARA A RECICLAGEM DE PÓ RESIDUAL DE COMPOSIÇÕES DE REVESTIMENTO" A presente invenção relaciona-se com um processo para a reciclagem de pó residual de composições de revestimento. Mais particularmente, relaciona-se com o uso de um passo de aglomeração na reciclagem de pó residual de composições de revestimento. Pó residual de composições de revestimento (daqui por diante pós residuais ou pó residual de revestimentos) tal como usado aqui, são pós residuais obtidos durante a preparação ou aplicação de composições de revestimentos em pó.

Os pós residuais são obtidos em vários estádios. Uma fonte importante de pó residual foi descoberta durante a preparação do pó: as partículas diminutas deixadas após o passo de separação (usualmente por extracção em ciclone) não podem ser usados como pós de revestimento (embora apenas porque bloqueiam as linhas de pulverização). É geralmente possível a reciclagem do pó excedente da pulverização durante a aplicação até uma determinada extensão, é contudo outra fonte importante de pó residual: de facto, após separação (usualmente por extracção em ciclone), contém um excesso de partículas diminutas que não são para ser reutilizadas para revestimento de alta qualidade. Além disso, está geralmente contaminado (e.g. com outras cores). Uma discussão sobre a formação de resíduos pode ser encontrada num artigo de K. Craine (Acabamento de Produtos, Agosto de 1988, páginas 18 e seguintes).

Como o aterro ou a incineração são cada vez menos aceitáveis para colocar o pó residual, há assim a necessidade de encontrar utilizações para os pós residuais.

Muitas opções foram já investigadas (ver e.g. a comunicação sobre “Reutilização do resíduo de revestimento em pó”, VOM-INSURTEC Colloquim, Ghent, 22.03.91). -2-

Λ y / ,/ A utilização como aglutinante em composições de tintas convencionais com base de solvente é contrária à filosofia de redução da emissão de solventes. A utilização de água para preparar um chamado “xarope aquoso de pó,: é limitado pela baixa estabilidade da suspensão.

Foi também proposta a utilização de pó residual como aglutinante para preparar vários materiais de construção a partir de material residual inerte (ver.e.g. NL-9200479-A).

As utilizações citadas acima são no entanto de menor interesse económico do que a reciclagem de pós residuais como (ou em) composições de revestimento em pó frescas. O artigo citado acima de K. Craine contém também uma revisão das técnicas de recuperação de pó. A reciclagem directa de pó residual é possível mas sujeita a condições rigorosas e limitada a usos de segunda classe, tais como revestimentos primários em sistemas de duas camadas ou como revestimentos em aplicações menos exigentes, (e.g. para andaimes de armazém). A reciclagem de pó residual como material de alimentação na produção de revestimentos em pó tem também sido investigada e.g. em DE-4028567-A; é no entanto limitada a alguns investimentos (dependendo i.a. da composição de pó) e assim não é suficiente para a reciclagem de todos os pós residuais. Além disso, pós preparados parcialmente com resíduo reciclado tendem a dar mais defeitos nos revestimentos finais. Há assim a necessidade na arte de um processo melhorado para uma verdadeira reciclagem de pós residuais em composições de revestimento com pós de primeira qualidade.

Um dos problemas principais para a reciclagem de pó residual reside na alimentação do dito pó a um extrusor. São conhecidas soluções técnicas para esse problema, mas requerem aparelhos muito dispendiosos, particularmente quando se trata de partículas diminutas. Outro problema principal reside na redução do débito do extrusor quando as partículas diminutas são extrudidas, mesmo como uma pequena percentagem da alimentação. Há assim uma necessidade na arte de um processo melhorado para a reciclagem de pós residuais, particularmente de partículas diminutas, em composições de revestimento em pó frescas. É um objectivo da invenção fornecer um processo melhorado para a reciclagem de pó residual.

Outro objectivo da invenção é fornecer um processo para a reciclagem de partículas diminutas de pó residual.

Um objectivo adicional da invenção é fornecer um processo para retomo de pó residual para um extrusor.

Ainda outro objectivo da invenção é fornecer um processo para extrusão de pó residual / com um fluxo aumentado.

De acordo com a invenção, é fornecido um processo para a reciclagem de pó residual, compreendendo os passos de: (a) introdução do pó residual num extrusor, sendo o dito pó residual usado quer como matéria-prima única ou em adição a componentes de matéria-prima tal como requerido para preparar pó fresco; (b) extrusão da matéria-prima num extrudado homogéneo; e (c) transformação do extrudado numa composição de revestimento de pó de primeira qualidade; caracterizada por compreender os passos preliminares adicionais de: (i) formação de uma camada de pó residual; e (ii) sujeição da dita camada a aquecimento, pelo menos até à coalescência do pó mas abaixo da decomposição ou reticulação de qualquer parte da composição. A camada de pó residual pode ser formada por qualquer meio. É no entanto preferido depositar uma camada de pó num meio de transporte tal como uma correia de -4-

transporte. Para obter uma camada de pó uniforme, é o mais preferido usar uma tremonha vibrante. A camada pode ser tão fina como 0,1 mm e tão espessa como 1 cm, mas considerações práticas conduzem a camadas de 1 a 6 mm, preferivelmente de 2 a 4 mm de espessura. O aquecimento da camada de pó pode ser feito por qualquer meio de aquecimento. De acordo com uma concretização da invenção, o pó é prensado e aquecido de um ou de ambos os lados, preferivelmente prensado entre um rolo aquecido e a correia de transporte ou entre rolos aquecidos. De acordo com outra concretização, o pó é feito passar através de uma área de aquecimento, preferivelmente um forno. De acordo com uma concretização preferida da invenção, o pó é aquecido por uma luz infravermelha, mais preferivelmente por lâmpadas de infravermelho. A Patente US-A-3752631 desvenda a recuperação.de refugo de espuma termoplástica como grânulos extrudáveis por moagem do refugo, sua passagem sobre uma caleira vibrante arrefecida, aplicação de calor radiante ao refugo, arrefecimento e moagem para prover uma pastilha ou partícula extrudável. A Patente US-3883624 desvenda a recuperação e utilização de refugo espumoso termoplástico na produção de produtos espumosos, compreendendo a produção de partículas de um tamanho adequado para extrusão.

Uma vez que os meios para exercício da invenção foram seleccionados, um perito na arte irá facilmente determinar as condições operatórias (tempo de aquecimento, temperatura de aquecimento, pressão, etc., que possam ser aplicáveis). O material coalescido é então transformado em massas maiores, relativamente permanentes, com a forma de grânulos ou pastilhas irregulares (daqui por diante grânulos). Isto requer geralmente um passo de moagem, ainda que por selecção cuidadosa das condições operatórias em certas concretizações, é possível obter um' material coalescido que se auto-transforma em grânulos (e.g. por descarga a partir de uma correia de transporte). -5-

Os grânulos são então reciclados no processo para produção de composiçõel de revestimento com pó de primeira qualidade. O Applicants descobriu surpreendentemente que, enquanto as partículas diminutas excedentes da pulverização podem apenas ser recicladas até uma extensão muito limitada (muitas vezes com uma forte redução na taxa de produção e com problemas na qualidade dos revestimentos resultantes), o uso dos grânulos provou ser possível até uma grande extensão (até à reciclagem de grânulos puros) e sem quaisquer problemas de qualidade. Quando o pó residual é reintroduzido num extrusor adicionalmente aos componentes de matéria-prima (i.e. matériàs-primas tal como requeridas para preparar pó fresco), foi observado inesperadamente que a adição dos grânulos permite o aumento do fluxo de extrusão em comparação com a adição de pó tal como recuperado para reciclagem.

Uma das vantagens do processo da invenção é que não existe no entanto a necessidade de misturar os grânulos com os componentes de matéria-prima, i.e. aquele pó residual (particularmente partículas diminutas de produção) pode ser transformado em revestimentos de pó de primeira qualidade. O processo para produção de composições de revestimentos em pó é bem conhecido na arte e não necessita ser descrito aqui. Faz-se referência e.g. aos seguintes livros:

Powder Coatings, T. A. Misev, Wiley, 1991 (particularmente o Capítulo 5); - Surface Coatings, S. Paul, Wiley, 1985 (particularmente o Capítulo 8-4);

Surface Coatings, vol.2' OCCA, TAFE Educational Books, 1984 (particularmente o Capítulo 42);

The Science of Powder Coatings, D. A. Bate, SITA Technology, London, 1990. O processo da invenção é aplicável para a reciclagem de qualquer composição de revestimento em pó. No que respeita a misturas de duas ou mais composições, a sua compatibilidade deve ser avaliada primeiro. A presente invenção desvenda também o equipamento para realizar os passos do processo de aglomeração da invenção. O equipamento compreende meios para formar uma camada de pó residual, meios para aquecer a dita camada, meios para transformar o material coalescido em grânulos, e meios para transportar os grânulos para meios para produção de composições de pó de primeira qualidade. Adicionalmente, são providos, quando possam ser aplicáveis, meios para transportar a camada de pó residual através da área onde é sujeita ao aquecimento e/ou meios para recuperar o material coalescido. O equipamento preferivelmente opera continuamente. A Figura 1 é uma vista esquemática de um equipamento de acordo com uma concretização na qual a camada de pó é prensada entre um rolo de aquecimento e uma correia de transporte. A Figura 2 é uma vista esquemática de outro tal equipamento de acordo com outra concretização na qual a camada de pó é aquecida por lâmpadas de infravermelho.

Referindo-se à Figura 1, o pó residual é introduzido numa tremonha 10 e disperso uniformemente sobre uma placa superior 16. A uniformidade da dispersão de pó é obtida pelo uso de meios bem conhecidos daqueles que são peritos na arte; para o propósito desta concretização, é mostrada uma placa vibrante 16. O material residual é transportado sobre uma correia de transporte 24, sendo a taxa de fluxo controlada por variação e.g. da amplitude de vibração ou frequência ou ambas. Uma vez na correia de transporte 24, o pó résidual é prensado por um rolo compressor de aquecimento 30 para formar uma camada de pó coalescido 22. No fim da correia 24, um raspador 28 remove o material coalescido que cai para dentro de um moinho 26 no qual é transformado em grânulos. Os grânulos podem então ser recuperados e enviados para um tanque de armazenagem 32.

Referindo-se agora à Figura 2, o pó residual é introduzido na tremonha 10 e disperso uniformemente sobre uma placa superior vibrante 16. A camada de material residual é transportada numa correia de transporte 24, acima da qual estão posicionados meios de aquecimento por infravermelho 20. O pó coalesce numa camada 22 que é raspada para fora da correia 24 por um raspador 28. O material coalescido cai para dentro de um moinho 26 no qual é transformado em grânulos. Os grânulos podem então ser recuperados e enviados para um tanque de armazenagem 32.

Os seguintes exemplos são fornecidos para exemplificar a invenção.

Exemplos 1 e 2

Foi usada a seguinte composição de pó branco: - 30 % em peso de resina epóxido produzida a partir de bisfenol A e epiclorohidrina e contendo um teor de epóxido de cerca de 1350 mmoI/Kg, um peso molecular de cerca de 1500 e uma viscosidade de cerca de 3,5 Pa.s a 150 °C e 0,7 Pa.s a 175 °C; 30 % em peso de resina poliéster carboxilada saturada contendo um número ácido de cerca de 77 e uma viscosidade de cerca de 1,3 Pa.s a 165 °C; 1.5 % em peso de aditivos; 38.5 em peso de pigmentos e amplificadores. O pó regular tinha a seguinte distribuição de partículas: 10 % em volume abaixo de 10 pm 50 % em volume abaixo de 35 pm 90 % em volume abaixo de 70 pm

Ambos as partículas diminutas obtidas durante a produção (exemplo 1) e o pó residual obtido durante a aplicação (exemplo 2) foram recolhidos. As composições químicas do pó residual não foram investigadas para a contaminação. Tinham a distribuição de partículas que se segue:

Exemplo 1 10 % em volume abaixo de 1 pm

Exemplo 2 10 % em volume abaixo de 1,5 pm 50 % em volume abaixo de 3 pm 50 % em volumes abaixo de 7 pm 90 % em volume abaixo de 7 pm 90 % em volumes abaixo de 18 pm 100 % em volumes abaixo de 190 pm

Os pós residuais foram cada um aquecido por um equipamento essencialmente de acordo com a Fig. 2, usando lâmpadas de infravermelho colocadas a 36 cm da camada de pó e irradiando uma superfície de 14 cm de largura e 28 cm de comprimento. As -8-

lâmpadas de infravermelho tinham uma classificação nominal de 220 V e 8000 W e foram usadas a 30 % da voltagem máxima.

Camadas de cerca de 6 mm de cada pó foram depositadas (separadamente) na correia de transporte que se movia a uma velocidade de 14 cm/min. Após aquecimento, os pós tinham coalescido cómpletamente; foram então moídos grosseiramente e retornados como material de alimentação para o extrusor usado para preparar pó de revestimento fresco da composição acima mencionada.

A adição de 20 % em peso de grânulos ao produto extrudido praticamente não teve influência na taxa de extrusão nas condições seguintes, bem como para os grânulos da produção de partículas diminutas (exemplo 1) como para aqueles a partir de pó residual obtido durante a aplicação (exemplo 2): temperatura cilíndrica: 130 °C

- temperatura helicoidal: 70 °C - velocidade de rotação: 150 rpm razão comprimento helicoidal/diâmetro: 7 - taxa de extrusão: 1,4 Kg/min

Após moagem e peneiração, os respectivos pós foram aplicados numas placas de aço cold-rolled com 1 mm de espessura (com pré-tratamento de FePCU) e cozidos 8 minutos a 200 °C (temperatura objecto) para dar revestimentos de cerca de 75 pm de espessura: os revestimentos resultantes não tinham defeitos.

Os exemplos acima mostram claramente as vantagens do processo e do equipamento da presente invenção.

Exemplos comparativos A e B Pós residuais obtidos durante a produção a(Ex. Comp. A) e durante a aplicação (Ex. Comp. B), tal como descritas respectivamente nos exemplo 1 e 2, forram retomados directamente como material de alimentação para um extrusor usado para preparar a composição de revestimento em pó fresca. .-9- \JLA5s3—Ν

Foram observadas as seguintes taxas de extrusão tanto no exemplo comparativo A como no Exemplo comparativo B, em função da quantidade de pó residual adicionada, sendo as condições de extrusão as descritas para os exemplos 1 e 2: 1,4 Kg/min 1,3 Kg/min 1,15 Kg/min 0,9 Kg/min 0,4 Kg/min 0 % em peso de peso residual 5 % em peso de peso residual 10 % em peso de peso residual 15 % em peso de peso residual 20 % em peso de peso residual

Após moagem e peneiração, os pós foram utilizados para preparar revestimentos, ainda como descritos para os exemplos 1 e 2. Os revestimentos resultantes foram da mesma qualidade daqueles preparados nos exemplos 1 e 2 respectivamente.

Esses exemplos comparativos demonstraram que o processo da invenção é vantajoso sobre a arte antecedente.

Lisboa, 2 7 MAR. 2000

Maria Silvina Ferreira

Agsnta Oíidd do Prcpiidoda 'ndustnal

R. CasíRiío ivM0 E -- 'G70 LISBOA

Teis!s. 32513 33 - 2S5 4U 13

Claims (8)

1. - 10- - 10-

   REIVINDICA ÇÕES 1. Processo para a reciclagem de pó residual de composições de revestimento, compreendendo os passos de: (a) introdução do pó residual num extrusor, sendo o dito pó residual usado quer como matéria-prima única ou em adição a componentes de matéria-prima tal como requerido para preparar pó fresco; (b) extrusão da matéria-prima num extrudado homogéneo; e (c) transformação do extrudado numa composição de revestimento de pó de primeira qualidade; caracterizada por compreender os passos preliminares adicionais de: (i) formação de uma camada de pó residual; e (ii) sujeição da dita camada a aquecimento, pelo menos até à coalescência do pó mas abaixo da decomposição ou reticulação de qualquer parte da composição.
2. 2. Processo de acordo com a reivindicação 1, no qual a dita camada é formada numa correia de transporte.
3. 3. Processo de acordo com qualquer das reivindicação 1 e 2 , no qual a dita camada tem a espessura de desde 0,1 até 10 mm.
4. 4. Processo de acordo com qualquer das reivindicação 1 a 3 , no qual a dita camada tem a espessura de desde 2 até 6 mm.
5. 5. Processo de acordo com qualquer das reivindicação 1 a 4 , no qual a dita camada é sujeita a aquecimento pelo uso de meios seleccionados a partir de rolos aquecidos, lâmpadas de infravermelho e fornos.
6. 6. Processo de acordo com qualquer das reivindicação 1 a 5 , no qual o dito passo de aquecimento é seguido de um passo de transformação do pó coalescido em grânulos por moagem. - II -
7. 7. Utilização para o tratamento de pó residual de composição de revestimento de um equipamento compreendendo: (i) meios para formar uma camada de pó residual; (ii) opcionalmente, meios para transportar a camada de pó residual; (iii) meios para aquecer a camada de pó residual até a coalescência mas abaixo da decomposição ou reticulação de qualquer sua parte; (iv) opcionalmente, meios para recuperar o material coalescido; (v) meios para transformar o material coalescido em grânulos; (vi) meios para transportar os grânulos para dentro; (vii) meios para produzir composições de revestimento com pó de primeira qualidade.
8. 8. Utilização de acordo com a reivindicação 7, na qual os ditos meios de aquecimento são seleccionados a partir de rolos aquecidos, lâmpadas de infravermelho e fomos. Lisboa, 2 7 MAR, 2000

   Maria Silvina Ferreira Agente Cfitisí do PropdíáoíSe Industrial R. Ccs;í!mO, £Qi-3.'; E —1070 LIS30A Teleís. 32513 39-365 4613