BR112020007856A2 - sal binário como surfactante primário robusto para misturas de sulfato de cálcio contendo gesso reciclado - Google Patents

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Abstract

A presente invenção se refere a uma composição de gesso que compreende gesso reciclado e um formador de espuma compreendendo pelo menos um sal binário de ácido alfa-sulfo graxo, a um processo para sua produção e a um artigo compreendendo a composição de gesso da invenção. A presente invenção se refere ainda ao uso de um formador de espuma compreendendo pelo menos um sal binário de ácido alfa-sulfo graxo para reduzir a densidade úmida de uma composição aquosa de gesso com um teor de gesso reciclado de pelo menos 0,5% em peso.

Description

SAL BINÁRIO COMO SURFACTANTE PRIMÁRIO ROBUSTO PARA MISTURAS DE SULFATO DE CÁLCIO CONTENDO GESSO RECICLADO
[0001] A presente invenção se refere a uma composição de gesso que compreende gesso reciclado e um formador de espuma compreendendo, pelo menos, um sal binário do ácido alfa-sulfo graxo, a um processo para produção do mesmo e a um artigo compreendendo a composição de gesso da invenção. A presente invenção se refere ainda ao uso de um formador de espuma compreendendo pelo menos um sal binário do ácido alfa-sulfo graxo para reduzir a densidade úmida de uma composição aquosa de gesso com um teor de gesso reciclado de pelo menos 0,5% em peso.
[0002] Na indústria da construção, são utilizados muitos tipos de diferentes materiais de construção contendo gesso. Os materiais de construção que contêm gesso incluem gesso, tal como, gesso estuque, gesso para argamassa, gesso reboco para máquinas, gesso reboco, gesso de ligação, gesso para juntas, gesso para enchimento, gesso isolante, gesso para piso, gesso para mistura pronta, componentes estruturais prontos contendo gesso ou imitação de mármore. Os materiais de construção contendo gesso também incluem componentes estruturais pré-fabricados contendo gesso, como painéis de gesso cartonado, painéis de gesso cartonado, painéis de gesso cartonado, painéis de fibra de gesso, painéis de parede contendo gesso, placas de gesso revestidas de lã e molduras que contêm gesso.
[0003] Na indústria de gesso, os fabricantes têm o dever de integrar novamente o material reciclado de gesso ao processo de produção. Isso significa que resíduos de construção e demolição contendo gesso, especialmente placas de gesso (painéis de gesso cartonado, painéis de gesso cartonado, painéis de fibra de gesso, painéis totalmente de gesso). Os resíduos de painéis de gesso são obtidos, por exemplo, como material sem corte na produção de painéis de gesso cartonado ou na nova construção de edifícios e trabalhos de reforma e demolição.
[0004] No entanto, um problema na utilização do gesso reciclado é que a qualidade do material é muito variável devido aos aditivos presentes nos resíduos do painel de gesso. Por exemplo, os painéis de gesso cartonado hidrofobizado que são usados para acabamento de áreas úmidas contêm proporções de siloxanos que têm um efeito antiespumante muito significativo. Na produção de painéis de gesso cartonado, espuma pré-gerada é adicionada à pasta de gesso para reduzir a densidade do produto. Portanto, a presença de gesso reciclado contendo siloxano na produção de painéis de gesso cartonado é muitas vezes altamente desvantajosa devido ao efeito antiespumante.
[0005] Existe, portanto, uma necessidade de composições de gesso que possam ser eficientemente espumadas, independentemente da quantidade e qualidade do material de gesso reciclado presente.
[0006] Consequentemente, um objetivo da presente invenção fornecer uma composição de gesso à qual o gesso reciclado pode ser adicionado sem prejudicar a eficiência da espuma.
[0007] Este objetivo foi alcançado por uma composição aquosa de gesso compreendendo: i) pelo menos 40,0% em peso de gesso e ii) pelo menos 0,002% em peso, preferivelmente pelo menos 0,005% em peso de um formador de espuma compreendendo pelo menos um sal binário do ácido alfa-sulfo graxo, com base no peso total da composição de gesso, em que o gesso tem um teor de gesso reciclado de pelo menos 0,5% em peso, com base no teor total de gesso na composição de gesso.
[0008] Foi verificado, surpreendentemente, que as estruturas de surfactante do sal binário em particular, especialmente o sal binário do ácido alfa-sulfo graxo, são robustas em relação aos materiais que contêm siloxano, o que reduz bastante o efeito destruidor de espuma dos siloxanos. Independentemente do teor de gesso reciclado, o rendimento de espuma no caso de uso de espumas à base de sal binário do ácido alfa-sulfo graxo na produção de painéis de gesso é praticamente constante.
[0009] Assim, em uma forma de realização preferida da presente invenção, o teor de gesso reciclado é gesso reciclado contendo siloxano.
[0010] Em outra forma de realização preferida da presente invenção, o pelo menos um sal binário do ácido alfa-sulfo graxo é um composto da fórmula (I): R1CH(SO3M1)COOM2 (I) em que R1 é um radical alquila linear ou ramificado ou alquileno contendo 6 a 16 átomos de carbono e M1 e M2 são independentemente H, Li, Na, K, Ca/2, Mg/2, amônio ou alcanolamina.
[0011] De preferência, R1 é um radical alquila linear com 8 a 16 átomos de carbono.
[0012] Mais preferivelmente, M1 e M2 são Na.
[0013] Em uma modalidade adicional da presente invenção, a composição compreende ainda pelo menos 0,005% em peso, preferivelmente pelo menos 0,002% em peso, de pelo menos um cosurfactante que não o sal binário do ácido alfa- sulfo graxo.
[0014] Mais preferivelmente, o pelo menos um cosurfactante é selecionado do grupo que consiste em alquil poliglicosídeos, alquilamido betaínas, glutamatos, sulfo cetonas, sulfatos (incluindo alquil sulfatos, sulfato de alquil éters), isetionatos, compostos de N-acilamino ácidos, sulfoacetatos, sulfonatos, sulfossuccinatos, tauratos, betaínas, anfosurfactantes, alcanolamidas, óxidos de aminas, carboxilatos, etoxilatos de alquila, surfactantes catiônicos, polímeros catiônicos, hidrolisados de proteínas, silicones, alcoóis graxos, derivados de proteínas, alvejantes de sal binário, surfactantes não iônicos e misturas destes.
[0015] Em outra modalidade da presente invenção, a composição compreende ainda pelo menos um solvente.
[0016] Em outra modalidade preferida da presente invenção, a composição compreende um ou mais aditivos selecionados do grupo que consiste em éteres de celulose, hidróxido de cálcio, amido, amido modificado, agentes hidrofobizantes, aditivos minerais, agregados de baixa densidade, fibras, aceleradores, espessantes, retardantes, formadores de poros do ar, agentes espumantes, agentes de dilatação, cargas, poliacrilatos, dispersantes, plastificantes, superabsorventes e estabilizantes.
[0017] Em uma concretização preferida da presente invenção, a composição de gesso compreende ainda 0,0001% a 1,0% em peso de um retardante e/ou 0,01% a 2,0% em peso de um plastificante.
[0018] A presente invenção também se refere a um artigo que compreende a composição de gesso descrita acima.
[0019] É especialmente preferível que o artigo compreenda gesso estuque, gesso para argamassa, gesso reboco para máquinas, gesso reboco, gesso de ligação, gesso para juntas, gesso para enchimento, gesso isolante, gesso para piso, gesso para mistura pronta, componentes estruturais prontos contendo gesso ou imitação de mármore, tais como painéis de gesso cartonado, painéis de fibra de gesso, painéis para parede contendo gesso, painéis de gesso revestidos com lã e molduras contendo gesso.
[0020] A presente invenção se refere, ainda, a um processo para a produção de uma composição aquosa de gesso, compreendendo: a) prover uma espuma composta por um formador de espuma compreendendo pelo menos um sal binário do ácido alfa-sulfo graxo, b) prover uma composição compreendendo água, gesso e opcionalmente aditivos, c) deixar que as forças de cisalhamento atuem sobre a composição obtida na etapa b) com a adição da espuma da etapa a), em que o gesso possui um teor de gesso reciclado de pelo menos 0,5% em peso, com base no teor total de gesso na composição.
[0021] A presente invenção também se refere ao uso de um formador de espuma compreendendo pelo menos um sal binário do ácido alfa-sulfo graxo para reduzir a densidade úmida de uma composição aquosa de gesso com um teor de gesso reciclado de pelo menos 0,5% em peso, com base no total de gesso conteúdo na composição.
[0022] É especialmente preferível que o pelo menos um sal binário do ácido alfa-sulfo graxo seja um dos compostos acima mencionados.
[0023] A presente invenção é descrita em detalhes a seguir.
[0024] Como elucidado acima, a composição da invenção compreende gesso com um teor de gesso reciclado de pelo menos 0,5% em peso.
[0025] No contexto da presente invenção, o termo "gesso" se refere ao composto sulfato de cálcio em sua forma anidra ou hidratada, por exemplo, rocha gipsita, consistindo desse composto na forma cristalina e o material de construção correspondente, tal como sulfato de cálcio hemi-hidratado, di-hidrato ou anidrido da fórmula CaSO4⋅ x H2O, em que x é 0, ½ ou 2, ou misturas destes.
[0026] A composição de gesso da invenção compreende pelo menos 40,0% em peso, mais preferivelmente 45,0% a 70,0% em peso, em especial, preferivelmente 50,0% a 65,0% em peso de gesso, com base no peso total da composição de gesso.
[0027] O teor de gesso reciclado do gesso utilizado de acordo com a invenção é de pelo menos de 0,5% em peso, mais preferivelmente de pelo menos 2,0% em peso, em especial, preferivelmente de pelo menos 5,0% em peso, com base no teor total de gesso na composição.
[0028] No contexto da presente invenção, o termo "gesso reciclado" se refere ao gesso que já foi usado na produção de artigos contendo gesso e que foi recuperado desses artigos. Exemplos de artigos contendo gesso dos quais é obtido gesso reciclado são gesso estuque, gesso para argamassa, gesso reboco para máquinas, gesso reboco, gesso de ligação, gesso para juntas, gesso para enchimento, gesso isolante, gesso para piso, gesso para mistura pronta, componentes estruturais prontos contendo gesso ou imitação de mármore, tais como painéis de gesso cartonado, painéis de fibra de gesso, painéis para parede contendo gesso, painéis de gesso revestidos com lã e molduras contendo gesso.
[0029] O gesso reciclado geralmente compreende os aditivos presentes nos artigos que contêm gesso que são integrados ao processo de produção. Por exemplo, os painéis de gesso cartonado hidrofobizado que são usados para acabamento de áreas úmidas incluem siloxanos ou emulsões de cera.
[0030] O gesso reciclado de acordo com a presente invenção compreende preferivelmente siloxanos. Os siloxanos são compostos lineares ou cíclicos da fórmula geral: R12-3R20-1Si-[O-Si1R2]n-O-SiR12-3 em que R1 é hidrogênio ou um radical alquila e R2, se presente, é um grupo –O– que forma um fechamento do anel entre os grupos terminais R12-3R20-1Si e SiR12-3 e n podem ter valores de 0 a 100. Se R for um radical alquila, este é de preferência um radical alquila C1-C10. De preferência, R1 é metila, etila, n-propila, n-butila, isobutila ou n-hexila. Mais preferivelmente, R1 é metila.
[0031] Em particular, o gesso reciclado contém pelo menos 0,01 siloxanos, mais preferivelmente 0,02% a 5,0% em peso de siloxanos, em especial, preferivelmente 0,05% a
2,0% em peso, com base no peso total do gesso reciclado.
[0032] Por conseguinte, a composição de gesso da invenção compreende pelo menos 0,01% em peso de siloxanos, mais preferivelmente 0,01% a 2,0% em peso de siloxanos, em especial, preferivelmente 0,02% a 1,0% em peso, com base no peso total da composição de gesso.
[0033] Além disso, a composição de gesso da invenção compreende pelo menos 0,005% em peso de um formador de espuma compreendendo pelo menos um sal binário do ácido alfa-sulfo graxo, ou pelo menos 0,007% em peso ou pelo menos 0,01% em peso, com base no peso total da composição de gesso.
[0034] Em uma modalidade adicional, a composição de gesso da invenção compreende pelo menos 0,002% em peso de um formador de espuma compreendendo pelo menos um sal binário do ácido alfa-sulfo graxo, mais preferivelmente pelo menos 0,003% em peso, em especial, preferivelmente pelo menos 0,005% em peso, com base no peso total da composição de gesso.
[0035] Em uma modalidade, o formador de espuma compreende pelo menos 30% em peso, pelo menos 45% em peso ou pelo menos 60% em peso do pelo menos um sal binário do ácido alfa-sulfo graxo, com base no peso total do formador de espuma. Mais preferivelmente, o formador de espuma consiste em pelo menos um sal binário do ácido alfa-sulfo graxo.
[0036] De preferência, o formador de espuma compreende pelo menos 15% em peso, mais preferivelmente pelo menos 25% em peso, em especial, preferivelmente pelo menos 30% em peso, do pelo menos um sal binário do ácido alfa-sulfo graxo, com base no peso total do formador de espuma. Mais preferivelmente, o formador de espuma consiste em pelo menos um sal binário do ácido alfa-sulfo graxo.
[0037] No contexto da presente invenção, o termo "formador de espuma" se refere a substâncias ativas da interface que possuem uma determinada capacidade de formação de filme e, portanto, promovem a geração de espuma em líquidos.
[0038] De um modo preferido, o pelo menos, um sal binário do ácido alfa-sulfo graxo é um composto da fórmula (I): R1CH(SO3M1)COOM2 (I) em que R1 é um alquila linear ou ramificado ou um radical alquileno tendo de 6 a 16 átomos de carbono e M1 e M2 são independentemente H, Li, Na, K, Ca/2, Mg/2, amônio ou alcanolamina. As alcanolaminas particularmente preferidas no presente documento são a monoetanolamina, dietanolamina, trietanolamina e monoisopropanolamina.
[0039] Uma condição adicional aplicável é a de que a proporção dos compostos de fórmula (I), em que o pelo menos um sal binário de ácido alfa-sulfo graxo, no qual o radical R1 é um radical alquileno seja de 3% em peso ou menos, com base no total peso de pelo menos um sal de ácido alfa-sulfo graxo.
[0040] De preferência, R1 é um radical alquila linear saturado contendo 8 a 16 átomos de carbono, mais preferivelmente 9 a 16 átomos de carbono, em especial, preferivelmente de 10 a 12 átomos de carbono.
[0041] Mais preferivelmente, é aplicável a condição de que a proporção dos compostos de fórmula (I), em que o pelo menos um sal binário do ácido alfa-sulfo graxo, no qual o radical R1 é um radical decila e/ou dodecila é de 90% em peso ou mais, com base no peso total de pelo menos um sal de ácido alfa-sulfo graxo.
[0042] Mais preferivelmente, M1 e M2 são Na.
[0043] Por conseguinte, o pelo menos sal binário do ácido alfa-sulfo graxo de acordo com a presente invenção é, em especial, preferivelmente o sal binário do ácido 2- sulfododecanoico, o sal binário do ácido 2- sulfotetradecanoico ou misturas destes. Mais preferivelmente, o pelo menos um sal binário do ácido alfa- sulfo graxo é uma mistura do sal binário do ácido 2- sulfododecanoico e do sal binário do ácido 2- sulfotetradecanoico.
[0044] Os compostos da fórmula (I) podem ser preparados por quaisquer métodos relevantes conhecidos dos técnicos no assunto. Um método de preparação especialmente preferido é a sulfonação dos ácidos carboxílicos correspondentes. Esta envolve a reação do ácido carboxílico correspondente, especialmente do ácido graxo correspondente, com trióxido de enxofre na forma gasosa, usando o trióxido de enxofre de preferência em uma quantidade tal que a razão molar de SO3 para o ácido graxo está na faixa de 1,0:1 a 1,1:1. Os produtos em bruto assim obtidos, que são produtos de sulfonação ácida, são então parcial ou totalmente neutralizados, sendo dada preferência à neutralização total com NaOH aquoso. Se desejado, também é possível realizar etapas de purificação.
[0045] Em outra modalidade preferida, a composição de gesso da invenção compreende pelo menos 0,002% em peso de pelo menos um cosurfactante, mais preferivelmente pelo menos 0,003% em peso, em especial, preferivelmente pelo menos 0,005% em peso, com base no peso total da composição de gesso.
[0046] O pelo menos um cosurfactante é pelo menos um formador de espuma que não o sal binário do ácido alfa- sulfo graxo.
[0047] De preferência, o pelo menos um cosurfactante é um formador de espuma selecionado do grupo que consiste em alquil poliglicosídeos, alquilamido betaínas, glutamatos, sulfo cetonas, sulfatos (incluindo alquilssulfatos, sulfato de alquil éters), isetionatos, compostos de N-acilamino ácido, sulfoacetatos, sulfonatos, sulfossuccinatos, tauratos, betaínas, anfosurfactantes, alcanolamidas, óxidos de amina, carboxilatos, etoxilatos de alquila, surfactantes catiônicos, polímeros catiônicos, hidrolisados de proteínas, silicones, alcoóis graxos, derivados de proteínas, alvejantes de sais binários, surfactantes não iônicos e misturas destes.
[0048] Alquil poliglicosídeos preferidos são compostos da fórmula (II): R2-O-[G]p (II) em que R2 é uma alquila linear e/ou ramificada e/ou radical alquileno possuindo de 8 a 18 átomos de carbono, G é um resíduo de açúcar possuindo 5 ou 6 átomos de carbono e p representa números de 1 a 10.
[0049] As alquilamido betaínas preferidas são compostos da fórmula (III): R3-CO-NH-(CH2)y-N+(CH3)2-CH2-COO- (III) em que R3 é um alquila linear ou ramificada ou um radical alquileno contendo de 7 a 19 átomos de carbono e y é um número inteiro na faixa de 2 a 4.
[0050] Os compostos de ácido N-acilamino preferidos são preferivelmente os compostos de ácido N-acilglutâmico da fórmula (IV): M³OOC-CH2-CH2-CH(NH-CO-R4)-COOM4 (IV) em que R4 é uma alquila linear ou ramificada ou um radical alquileno contendo de 7 a 19 átomos de carbono e radicais M³ e M4 são selecionados independentemente de entre o grupo que consiste em átomos de H, Li, Na, K, Ca/2, Mg/2, de amônio e alcanolaminas.
[0051] Em outra modalidade da presente invenção, a composição compreende ainda pelo menos um solvente. A composição compreende, preferivelmente, 0,0001% em peso a 0,2% em peso do pelo menos um solvente, com base no peso total da composição de gesso.
[0052] O solvente é preferivelmente selecionado do grupo que consiste em hexileno glicol, (2-metil-pentano- 2,4-diol), etanol, propanal, álcool n-propílico, 1- pentanol, 2-pentanol, 3-pentanol, 2-metil-1-butanol, 2- metil-2-butanol, 3-metil-1-butanol, 3-metil-2-butanol, 2,2- dimetil-1-propanol, acetato de n-propila, acetato de n- butila, acetato de 1-pentila, acetato de 2-pentila, acetato de 3-pentila, acetato de isopentila, acetato de 1,1- dimetilpropila, acetato de 2-metilbutila, acetato de 2- etil-hexila, 2-butoxietanol, 2-(2-butoxietoxi) etanol, éter monobutílico de trietileno glicol, 3,6,9,12-tetraoxa- hexadecan-1-ol, 2-hexoxi-1-etanol, 2-(2-hexiloxietoxi) etanol, 1-metoxi-2-propanol, metoxipropoxipropanol, 1- butoxi-2-propanol, éter di(propilenoglicol) butílico, éter tri(propilenoglicol) butílico, acetato de 2-butoxietila, acetato de 2-(2-butoxietoxi) etila, acetato de 1-metóxi-2- propil e suas misturas.
[0053] A composição de gesso da invenção pode compreender o formador de espuma na forma não espumada ou na forma de uma espuma preparada. Os processos para a produção de espuma preparada são conhecidos dos técnicos no assunto.
[0054] A espuma preparada tem preferivelmente uma densidade de espuma de 50 a 180 g/L, mais preferivelmente de 60 a 140 g/L, em especial, preferivelmente de 70 a 120 g/L.
[0055] A composição de gesso da invenção compreende preferivelmente pelo menos 40,0% em peso, mais preferivelmente 45,0% a 75,0% em peso, em especial, preferivelmente 50,0% a 65,0% em peso, de gesso, pelo menos 0,005% em peso, mais preferivelmente pelo menos 0,007 % em peso, em especial, preferivelmente pelo menos 0,01% em peso, do formador de espuma compreendendo pelo menos um sal binário de ácido alfa-sulfo graxo, opcionalmente pelo menos 0,002% em peso, mais preferivelmente pelo menos 0,003% em peso, em especial, preferivelmente pelo menos 0,005% em peso do pelo menos um cosurfactante, opcionalmente pelo menos 0,0001% em peso, preferivelmente de 0,0005% em peso a 0,2% em peso, de pelo menos um solvente e 20,0% a 65,0% em peso, mais preferivelmente 30,0% a 55,0% em peso, especialmente de preferência 35,0% a 50,0% em peso, de água, com base no peso total da composição de gesso.
[0056] Em uma modalidade adicional, a composição de gesso da invenção compreende preferivelmente pelo menos
40,0% em peso, mais preferivelmente 45,0% a 75,0% em peso, em especial, preferivelmente 50,0% a 65,0% em peso, de gesso, pelo menos 0,002% em peso, mais preferivelmente pelo menos 0,003% em peso, em especial, preferivelmente pelo menos 0,005% em peso, da formadora de espuma compreendendo pelo menos um sal binário de ácido alfa-sulfo graxo, opcionalmente pelo menos 0,001% em peso, mais preferivelmente pelo menos 0,002% em peso, em especial, preferivelmente pelo menos 0,003% em peso, do pelo menos um cosurfactante, opcionalmente pelo menos 0,0001% em peso, preferivelmente de 0,0005% em peso a 0,2% em peso, de pelo menos um solvente e 20,0% a 65,0% em peso, mais preferivelmente 30,0% a 55,0% em peso, em especial, preferivelmente 35,0% a 50,0% em peso, de água, com base no peso total da composição de gesso.
[0057] Por conseguinte, a composição de gesso da invenção tem preferivelmente um valor de água/gesso de 0,3 a 1,5, mais preferivelmente de 0,5 a 1,0, em especial, preferivelmente de 0,7 a 0,8.
[0058] Além disso, a composição de gesso da invenção pode ser modificada por adição de aditivos. Normalmente, uma composição de gesso compreende aditivos que afetam as características de fluxo ou o processo de endurecimento. Por exemplo, a composição de gesso da invenção pode compreender um ou mais aditivos selecionados do grupo que consiste em éteres de celulose, hidróxido de cálcio, aditivos minerais, agregados de baixa densidade, fibras, aceleradores, espessantes, retardantes, formadores de poros do ar, agentes de espuma, agentes de intumescimento, cargas, poliacrilatos, dispersantes, plastificantes,
superabsorventes e estabilizantees.
[0059] Por conseguinte, a composição de gesso da invenção compreende, mais preferivelmente, pelo menos 40,0% em peso, mais preferivelmente 45,0% a 70,0% em peso, em especial, preferivelmente 50,0% a 65,0% em peso, de gesso, pelo menos 0,005% em peso, mais preferivelmente pelo menos 0,007% em peso, em especial, preferivelmente pelo menos 0,01% em peso, da formador de espuma compreendendo pelo menos um sal binário de ácido alfa-sulfo graxo, opcionalmente pelo menos 0,002% em peso, mais preferivelmente pelo menos 0,003% em peso, em especial, preferivelmente pelo menos 0,005% em peso, do pelo menos um cosurfactante, opcionalmente pelo menos 0,0001% em peso, preferivelmente de 0,0005% em peso a 0,2% em peso, de pelo menos um solvente, 20,0% a 65,0% em peso, mais preferivelmente 30,0% a 55,0% em peso, em especial, preferivelmente 35,0% a 50,0% em peso, de água e 0,0% a 5,0% em peso, mais preferivelmente 0,0001% a 3,0% em peso, em especial, preferivelmente 0,001% a 1,0% em peso, de aditivos, com base no peso total da composição de gesso.
[0060] Em uma modalidade preferida, a composição de gesso da invenção compreende, mais preferivelmente, pelo menos 40,0% em peso, mais preferivelmente 45,0% a 70,0% em peso, em especial, preferivelmente 50,0% a 65,0% em peso, de gesso, pelo menos 0,002% em peso, mais preferivelmente pelo menos 0,003% em peso, em especial, preferivelmente pelo menos 0,005% em peso, de formador de espuma compreendendo pelo menos um sal binário do ácido alfa-sulfo graxo, opcionalmente pelo menos 0,001% em peso, mais preferivelmente pelo menos 0,002% em peso, em especial,
preferivelmente pelo menos 0,003% em peso, do pelo menos um cosurfactante, opcionalmente pelo menos 0,0001% em peso, preferivelmente de 0,0005% em peso a 0,2% em peso, de pelo menos um solvente, 20,0% a 65,0% em peso, mais preferivelmente 30,0% a 55,0% em peso, em especial, preferivelmente 35,0% a 50,0% em peso, de água e 0,0% a 5,0% em peso, mais preferivelmente 0,0001% a 3,0% em peso, em especial, preferivelmente 0,001% 1,0%, em peso, de aditivos, com base no peso total da composição de gesso.
[0061] De preferência, a composição de gesso da invenção pode compreender retardantes, aceleradores e/ou plastificantes.
[0062] No contexto da presente invenção, o termo "retardante" se refere a um aditivo que retarda o processo de endurecimento de uma composição de gesso. Exemplos não limitativos de retardantes são ácido tartárico, ácido cítrico e seus sais, gluconatos, hidrolisado de proteínas, aminoácidos policondensados, fosfatos, agentes complexantes, ácidos hidroxicarboxílicos, sacarídeos, organofosforados e misturas destes.
[0063] No contexto da presente invenção, o termo "acelerador" se refere a um aditivo que acelera o processo de endurecimento de uma composição de gesso. Os exemplos não limitativos de aceleradores são K2SO4 e diidratado finamente moído.
[0064] No contexto da presente invenção, o termo "plastificante" se refere a um aditivo que afeta as características de fluxo de uma composição de gesso. Plastificantes adequados para a composição de gesso da invenção são plastificantes à base de naftalenossulfonato,
melaminassulfonato, lignossulfonato, resinas cetônicas, éteres poliarílicos e éteres policarboxilatos.
[0065] Mais preferivelmente, a composição de gesso da invenção compreende 0,0001% a 1,0% em peso de um retardante e/ou 0,01% a 2,0% em peso de um plastificante.
[0066] Por conseguinte, a composição de gesso da invenção compreende, mais preferivelmente, pelo menos 40,0% em peso, mais preferivelmente 45,0% a 70,0% em peso, em especial, preferivelmente 50,0% a 65,0% em peso, de gesso, pelo menos 0,005% em peso, mais preferivelmente pelo menos 0,007% em peso, em especial, preferivelmente pelo menos 0,01% em peso, da formadora de espuma compreendendo pelo menos um sal binário do ácido alfa-sulfo graxo, opcionalmente pelo menos 0,002% em peso, mais preferivelmente pelo menos 0,003% em peso, em especial, preferivelmente pelo menos 0,005% em peso, do pelo menos um cosurfactante, opcionalmente pelo menos 0,0001% em peso, preferivelmente de 0,0005% em peso a 0,2% em peso, de pelo menos um solvente e 20,0% a 65,0% em peso, mais preferivelmente 30,0% a 55,0% em peso, em especial, preferivelmente 35,0% a 50,0% em peso, de água, 0,0001% a 1,0% em peso de um retardante e 0,01% a 2,0% em peso de um plastificante e 0,0% a 5,0% em peso, mais preferivelmente 0,0001% a 3,0% em peso, em especial, preferivelmente 0,001% a 1,0% em peso, de aditivos, com base no peso total da composição de gesso.
[0067] Em uma modalidade preferida, a composição de gesso da invenção compreende, mais preferivelmente, pelo menos 40,0% em peso, mais preferivelmente 45,0% a 70,0% em peso, em especial, preferivelmente 50,0% a 65,0% em peso,
de gesso, pelo menos 0,002% em peso, mais preferivelmente pelo menos 0,003% em peso, em especial, preferivelmente pelo menos 0,005% em peso, da formador de espuma compreendendo pelo menos um dissulfeto de ácido alfa-sulfo graxo, opcionalmente pelo menos 0,001% em peso, mais preferivelmente pelo menos 0,002% em peso, em especial, preferivelmente pelo menos 0,003% em peso, de pelo menos um cosurfactante, opcionalmente pelo menos 0,0001% em peso, preferivelmente de 0,0005% em peso a 0,2% em peso, de pelo menos um solvente e 20,0% a 65,0% em peso, mais preferivelmente 30,0% a 55,0% em peso, em especial, preferivelmente 35,0% a 50,0% em peso, de água, 0,0001% a 1,0% em peso de um retardante e 0,01% a 2,0% em peso de um plastificante e 0,0% a 5,0% em peso, mais preferivelmente 0,0001% a 3,0% em peso, em especial, preferivelmente 0,001% a 1,0% em peso de aditivos, com base no peso total da composição de gesso.
[0068] A densidade úmida da composição de gesso da presente invenção é, de preferência menos do que 1.400 kg/m³, mais preferivelmente menos do que 1.250 kg/m³, especialmente de preferência menos do que 1.100 kg/m³.
[0069] A presente invenção se refere ainda a um artigo que compreende a composição de gesso da invenção.
[0070] O artigo compreende, preferivelmente, pelo menos 80% em peso, mais preferivelmente pelo menos 90% em peso, em especial, preferivelmente pelo menos 95% em peso, da composição de gesso da invenção.
[0071] Em uma modalidade preferida da presente invenção, o artigo consiste na composição de gesso da invenção.
[0072] O referido artigo compreende, de preferência, gessos de estuque, gesso para argamassa, gesso reboco para máquinas, gesso reboco, gesso de ligação, gesso para juntas, gesso para enchimento, gesso isolante, gesso para piso, gesso para mistura pronta, componentes estruturais prontos contendo gesso ou imitação de mármore, tais como painéis de gesso cartonado, painéis de fibra de gesso, painéis para parede contendo gesso, painéis de gesso revestidos com lã e molduras contendo gesso.
[0073] Mais preferivelmente, o artigo é um painel de gesso cartonado.
[0074] A presente invenção se refere ainda a um processo para a produção de uma composição aquosa de gesso que compreende: a) prover uma espuma composta por um formador de espuma compreendendo pelo menos um sal binário do ácido alfa-sulfo graxo, b) prover uma composição compreendendo água, gesso e opcionalmente aditivos, c) deixar que as forças de cisalhamento atuem sobre a composição obtida na etapa b) com a adição da espuma da etapa a), em que o gesso possui um teor de gesso reciclado de pelo menos 0,5% em peso, com base no teor total de gesso na composição.
[0075] Na etapa a) do processo da invenção, é fornecida uma espuma preparada a partir de um formador de espuma compreendendo pelo menos um sal binário de ácido alfa-sulfo graxo, a fim de reduzir o peso do artigo de gesso. A espuma é produzida a partir de uma mistura que compreende um formador de espuma, ar e água com a ajuda de um gerador de espuma adequado. Os processos para produzir uma espuma para uma composição de gesso são conhecidos dos técnicos no assunto.
[0076] De preferência, a mistura a partir da qual a espuma é produzida compreende ainda pelo menos um solvente. De preferência, a mistura a partir da qual a espuma é produzida compreende 0,5% em peso a 30,0% em peso do pelo menos um solvente, com base no peso total da espuma.
[0077] O solvente é preferivelmente selecionado do grupo que consiste em hexileno glicol, (2-metil-pentano- 2,4-diol), etanol, propanal, álcool n-propílico, 1- pentanol, 2-pentanol, 3-pentanol, 2-metil-1-butanol, 2- metil-2-butanol, 3-metil-1-butanol, 3-metil-2-butanol, 2,2- dimetil-1-propanol, acetato de n-propila, acetato de n- butila, acetato de 1-pentila, acetato de 2-pentila, acetato de 3-pentila, acetato de isopentila, acetato de 1,1- dimetilpropila, acetato de 2-metilbutila, acetato de 2- etil-hexila, 2-butoxietanol, 2-(2-butoxietoxi) etanol, éter monobutílico de trietileno glicol, 3,6,9,12-tetraoxa- hexadecan-1-ol, 2-hexóxi-1-etanol, 2-(2-hexiloxietoxi) etanol, 1-metóxi-2-propanol, metoxipropoxipropanol, 1- butóxi-2-propanol, éter di (propilenoglicol) butílico, éter tri (propilenoglicol) butílico, acetato de 2-butoxietila, acetato de 2- (2-butoxietoxi) etila, acetato de 1-metóxi-2- propil e suas misturas.
[0078] O formador de espuma compreendendo pelo menos um dissulfeto de ácido alfa-sulfo graxo é preferivelmente pelo menos um dos compostos acima mencionados.
[0079] Na etapa b), é fornecida uma composição compreendendo água, gesso e, opcionalmente, um ou mais dos aditivos acima mencionados. O gesso compreende um teor de gesso reciclado de pelo menos 0,5% em peso, mais preferivelmente de pelo menos 2,0% em peso, em especial, preferivelmente de pelo menos 5,0% em peso, com base no teor total de gesso na composição.
[0080] O referido gesso reciclado é de preferência gesso reciclado contendo siloxano, como descrito acima.
[0081] A composição de gesso da invenção é obtida por ação das forças de cisalhamento na composição obtida na etapa b) com a adição da espuma da etapa a).
[0082] A presente invenção também se refere ao uso de um formador de espuma compreendendo pelo menos um sal binário de ácido alfa-sulfo graxo para reduzir a densidade úmida de uma composição aquosa de gesso com um teor de gesso reciclado de pelo menos 0,5% em peso, com base no teor de gesso total da composição.
[0083] É especialmente preferível que o pelo menos um dissulfeto de ácido alfa-sulfo graxo seja um dos compostos acima mencionados.
[0084] Os exemplos que se seguem pretendem ilustrar melhor a invenção.
EXEMPLOS 1) Métodos Densidade úmida
[0085] Para determinar a densidade úmida das composições de gesso, a razão entre peso e volume foi determinada por introdução da respectiva composição em um copo de volume conhecido e depois pesagem. Densidade da espuma
[0086] Para determinar a densidade da espuma, a razão entre peso e volume foi determinada introduzindo a espuma respectiva em um copo de volume conhecido e depois pesando. 2) Produção de gesso reciclado
[0087] Para a produção de uma pasta de gesso, foram introduzidos 300 g de beta-hemiidrato (obtido da dessulfuração dos gases de combustão) em 201,0 g de água contendo 3,0 g de siloxano (Silres BS 94, da Wacker Chemie) e deixados intumescer por 15 segundos. Posteriormente, a mistura foi cortada a 285 rpm por 30 segundos e vertida em um molde. Após 15 minutos, a amostra foi retirada do molde e submetida a tratamento térmico a 150°C em atmosfera de vapor saturado por uma hora. Depois disso, as amostras foram armazenadas a 40°C até que a massa constante fosse atingida.
[0088] Para processamento posterior, as amostras foram moídas com um moinho de bolas para atingir d50 de cerca de 10 µm e depois calcinadas a 150°C por 5 horas. Após o resfriamento até a temperatura ambiente, o gesso reciclado foi utilizado nos testes de aplicação. 3) Composições à base de surfactantes de sulfato de alquil éter graxo
[0089] Em primeiro lugar, foi produzida uma espuma à base de sulfato de alquil éter graxo.
[0090] Para este propósito, uma solução de surfactante a 0,40% (Vinapor GYP 2680, BASF) foi convertida em espuma por meio de um gerador de espuma com base em um sistema de rotor/estator com adição de ar comprimido. A densidade de espuma estabelecida foi de 75 g/L. Mistura de referência R1
[0091] Para a produção da pasta de gesso, 350 g de beta-hemiidrato (obtido da dessulfuração dos gases de combustão) foram homogeneizados com 0,035 g de retardante (Plastretard) e 3,3 g de diidrato finamente moído e depois introduzidos em 234,2 g de água que continha 1,05 g de plastificante de beta-naftaleno e intumescidos por 15 segundos. Posteriormente, a mistura foi cortada a 1.600 rpm por 30 segundos. Durante esse tempo, a espuma à base de sulfato de alquil éter graxo (18,2 g com uma densidade de 75 g/L) foi adicionada. A densidade resultante da mistura fresca de referência 1 foi de 1.050 kg/m³. Mistura de referência R2
[0092] A mistura de referência R2 foi produzida analogamente à mistura de referência R1, exceto que o beta- hemiidrato a 5% foi substituído por gesso reciclada contendo siloxano. A densidade úmida de mistura de referência R2 subiu para 1.380 kg/m³. 4) Composições à base de surfactantes de sal binário do ácido alfa-sulfo graxo
[0093] Primeiramente foi produzida uma espuma à base de sal binário do ácido alfa-sulfo graxo.
[0094] Para este propósito, uma solução de surfactante a 0,40% à base de sal binário de Na de ácido alfa-sulfo graxo C12/14 foi convertida em espuma por meio de um gerador de espuma com base em um sistema de rotor/estator com adição de ar comprimido. A densidade de espuma estabelecida foi de 75 g/L. Mistura de referência R3
[0095] Para a produção da pasta de gesso, 350 g de beta-hemiidrato (obtido da dessulfuração dos gases de combustão) foram homogeneizados com 0,035 g de retardante (Plastretard) e 3,3 g de diidrato finamente moído e depois introduzidos em 234,2 g de água que continha 1,05 g de plastificante de beta-naftaleno e intumescidos por 15 segundos. Posteriormente, a mistura foi cortada a 1.600 rpm por 30 segundos. Durante esse tempo, a espuma a base de sal sódico do ácido alfa–sulfo graxo (18,2 g com uma densidade de 75 g/L) foi adicionada. A densidade fresca resultante da mistura de referência 1 foi de 1.110 kg/m³. Exemplo E1 (inventivo)
[0096] O Exemplo E1 foi produzido analogamente à mistura de referência R3, exceto que o beta-hemiidrato a 5% foi substituído por gesso reciclada contendo siloxano. A densidade úmida do exemplo inventivo aumentou para apenas
1.170 kg/m³.
[0097] As composições e propriedades das misturas de referência e do exemplo inventivo são agrupadas na tabela
1. Tabela 1: Composição e propriedades das composições de gesso R1 R2 R3 E1 Beta-hemiidrato [g] 350,0 346,5 350,0 346,5 Gesso reciclado [g] 3,5 3,5 Diidrato [g] 3,3 3,3 3,3 3,3 finamente moído Densidade úmida [kg/m3] 1.050 1.380 1.110 1.170 Aumento da [%] - 31,4 - 5,4 densidade úmida
[0098] Os resultados mostram que as composições contendo gesso reciclado têm uma densidade úmida apenas ligeiramente maior usando espumas à base de sal binário de ácido alfa-sulfo graxo do que as misturas de referência que não contêm gesso reciclado, enquanto um aumento distinto na densidade úmida é observado para composições contendo gesso reciclado com espumas à base de sulfato de alquil éter graxo.

Claims (15)

REIVINDICAÇÕES
1. Composição aquosa de gesso, caracterizada pelo fato de que compreende: i) pelo menos 40,0% em peso de gesso, e ii) pelo menos 0,002% em peso, preferivelmente pelo menos 0,005% em peso, de um formador de espuma compreendendo pelo menos um sal binário do ácido alfa-sulfo graxo, com base no peso total da composição de gesso, em que o gesso tem um teor de gesso reciclado de pelo menos 0,5% em peso, com base no conteúdo total de gesso na composição de gesso.
2. Composição, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o teor de gesso reciclado é de gesso reciclado contendo siloxano.
3. Composição, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que pelo menos um sal binário do ácido alfa-sulfo graxo é um composto da fórmula (I): R1CH(SO3M1)COOM2 (I) em que R1 é um radical alquila linear ou ramificado ou um radical alquileno contendo de 6 a 16 átomos de carbono e M1 e M2 são independentemente H, Li, Na, K, Ca/2, Mg/2, amônio ou alcanolamina.
4. Composição, de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que R1 é um radical alquila linear saturado contendo 8 a 16 átomos de carbono.
5. Composição, de acordo com a reivindicação 3 ou 4, caracterizada pelo fato de que M1 e M2 são Na.
6. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que compreende ainda pelo menos 0,001% em peso de pelo menos um cosurfactante diferente de sais binários do ácido alfa- sulfo graxo.
7. Composição, de acordo com a reivindicação 6, caracterizada pelo fato de que pelo menos um cosurfactante é selecionado a partir do grupo que consiste em alquil poliglicosídeos, alquilamido betaínas, glutamatos, sulfo cetonas, sulfatos, isetionatos, compostos de N-acilamino ácido, sulfoacetatos, sulfonatos, sulfossuccinatos, tauratos, betaínas, anfosurfactantes, alcanolamidas, óxidos de amina, carboxilatos, etoxilatos de alquila, surfactantes catiônicos, polímeros catiônicos, hidrolisados de proteínas, silicones, alcoóis graxos, derivados de proteínas, alvejantes de sais binários, surfactantes não iônicos e misturas destes.
8. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que compreende ainda pelo menos um solvente.
9. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que compreende ainda um ou mais aditivos selecionados do grupo que consiste em éteres de celulose, hidróxido de cálcio, amido, amido modificado, agentes hidrofobizantes, aditivos minerais, agregados de baixa densidade, fibras, aceleradores, espessantes, retardantes, formadores de poros de ar, agentes espumantes, agentes de intumescimento, cargas, poliacrilatos, dispersantes, plastificantes, superabsorventes e estabilizantes.
10. Composição, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizada pelo fato de que compreende ainda 0,0001% a 1,0% em peso de um retardante e/ou 0,01% a 2,0% em peso de um plastificante.
11. Artigo, caracterizado pelo fato de que compreende a composição, conforme definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 10.
12. Artigo, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o artigo compreende gesso de estuque, gesso para argamassa, gesso reboco para máquinas, gesso reboco, gesso de ligação, gesso para juntas, gesso para enchimento, gesso isolante, gesso para piso, gesso para mistura pronta, componentes estruturais prontos contendo gesso ou imitação de mármore, tais como painéis de gesso cartonado, painéis de fibra de gesso, painéis para parede contendo gesso, painéis de gesso revestidos com lã e molduras contendo gesso.
13. Processo para produzir uma composição aquosa de gesso, caracterizada pelo fato de que compreende: a) prover uma espuma composta por um formador de espuma compreendendo pelo menos um sal binário do ácido alfa-sulfo graxo, b) prover uma composição compreendendo água, gesso e opcionalmente aditivos, c) deixar que as forças de cisalhamento atuem sobre a composição obtida na etapa b) com a adição da espuma da etapa a), em que o gesso possui um teor de gesso reciclado de pelo menos 0,5% em peso, com base no teor total de gesso na composição.
14. Uso de um formador de espuma, caracterizado pelo fato de que compreende pelo menos um sal binário de ácido alfa-sulfo graxo para reduzir a densidade úmida de uma composição aquosa de gesso com um teor de gesso reciclado de pelo menos 0,5% em peso, com base no teor total de gesso na composição.
15. Uso, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o pelo menos um sal binário do ácido alfa-sulfo graxo é um composto conforme definido em qualquer uma das reivindicações 3 a 6.
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