BRPI0711000A2 - Processo de tratamento de um artigo - Google Patents

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Abstract

PROCESSO DE TRATAMENTO DE UM ARTIGO A presente invenção trata de um processo de tratamento de um artigo que compreende um material plástico recoberto por um material de silicone, que utiliza uma solução aquosa que compreende um hidróxido de metal alcalino ou alcalino-terroso e um catalisador de transferência de fase. A presente invenção trata mais particularmente dos materiais têxteis recobertos de um elastómero de silicone em camada fina, tais como em particular os sacos de proteção inflável utilizados para a proteção dos ocupantes de um veículo de tipo air bag.

Description

"PROCESSO DE TRATAMENTO DE UM ARTIGO"Campo da Invenção
A presente invenção de um processo de tratamento de um artigoque compreende um material plástico recoberto por um material de silicone,que utiliza uma solução aquosa que compreende um hidróixdo de metalcalcalino ou alcalino-terroso e um catalisador de transferência de fase. Apresente invenção trata mais particularmente dos materiais têxteirs recobertosde um elastômero de silicone em camada fina, tal como em particular os sacosde proteção inflável utilizáveis para a proteção dos ocupantes de um veículo detipo air bag.
Antecedentes da Invenção
Existe um grande número de artigos à base de matériastermoplásticas, em particular poliamida ou poliéster, de tipo artigos têxteis,filmes ou peças moldadas por exemplo, recobertos por um material de siliconepara lhes conferir certas propriedades, em particular de estanqueidade e/ou deresistência à abrasão. Esses artigos são geralmente fabricados por depósito deuma composição de silicone reticulável para formar uma camada fina deelastômero de silicone.
Entretanto, ocorre o problema da reciclagem dos componentesdesses artigos e, em particular, da recuperação do material plástico. De fato, émuito difícil dissociar mecanicamente o material de silicone da matéria plástica.Existem para fazer isso vias químicas que apresentam inconvenientes em suarealização e que alteram as propriedades da matéria termoplástica.
Existe, assim, uma necessidade de desenvolver um processosimples de realizar que permita uma reciclagem ótima desses artigos, sem emparticular alterar negativamente ou degradar a matéria plástica.
Descrição da Invenção
A Depositante desenvolveu um processo de reciclagem de umartigo que compreende pelo menos um material plástico recoberto por ummaterial de silicone, que utiliza uma solução aquosa que compreende umhidróxido de metal alcalino ou alcalino-terroso e um catalisador de transferênciade fase que não apresenta os inconvenientes mencionados anteriormente. Defato, o uso combinado de um hidróxido de metal alcalino ou alcalino-terroso ede um catalisador de transferência de fase permite obter uma separação eficazde um material de silicone e do material plástico, sem acarretar umamodificação da estrutura do plástico, tal como a poliamida ou o poliéster, emparticular uma degradação de seu peso molecular.
A presente invenção trata assim de um processo de tratamento deum artigo que compreende pelo menos um material plástico rerecoberto por ummaterial de silicone que compreende pelo menos as seguintes etapas:
a) trata-se o referido artigo com uma solução aquosa quecompreende um hidróxido de metal alcalino ou alcalino-terroso e umcatalisador de transferência de fase, eventualmente aquecendo de modo adissolver ou colocar em suspensão na solução aquosa a totalidade ou parte domaterial de silicone; e
b) separa-se o material plástico da solução.
Na etapa a) do processo da presente invenção, o material desilicone é separado do material plástico e encontra-se na solução aquosa emforma dissolvida ou em suspensão.
Os catalisadores de transferência de fase são bem conhecidos esão habitualmente utilizados para efetuar uma reação entre um ânion (porexemplo, o íon hidróxido), situado em uma fase aquosa, e um substratoorgânico. Por catalisador de transferência de fase, entende-se assim umcatalisador capaz de fazer passar um ânionde uma fase aquosa para uma faseorgânica.
De acordo com a presente invenção, entende-se particularmentepor catalisador por transferência de fase uma molécula anfífila que permitetransferir os reagentes íons hidróxidos da fase aquosa da solução para a faseorgânica do silicone. Esse catalisador apresenta em particular um contraíonpositivo que compartilha sua afinidade entre a fase aquosa e a fase orgânica.Esses íons transportadores são reciclados à medida que a reação vaiocorrendo, e é por isso que se fala de catálise por transferência de fase.
Nesse processo, os íons hidroxilas reagem com as cadeiassiliconadas do material de silicone para formar silanolatos. Os derivadossilanolatos encontram-se então em forma dissolvida ou em suspensão nasolução aquosa.
No processo da presente invenção, pode-se utilizar oscatalisadores de transferência de fase conhecidos, em particular, os descritosna obra de Jerry March- Advanced Organic Chemistry, 3a edição, John Wiley &Sons, 1985 p. 320 e seguintes.
Os catalisadores por transferência de fase utilizados no processoda presente invenção são preferencialmente sais de ônions, cujos íons ônionsderivam em particular do nitrogênio, do fósforo, do arsênico, do enxofre, doselênio, do oxigênio, do carbono ou do iodo e coordenado com restoshidrocarbonados. Os íons ônion que derivam do nitrogênio, do fósforo ou doarsênico serão quadricoordenados. Os íons ônion que derivam do enxofre, doselênio, do oxigênio, do carbono ou de S=O serão tricoordenados, ao passoque os íons que derivam do iodo serão dicoordenados. Os restoshidrocarbonados coordenados com esses diferentes elementos são gruposalquilas, alcenilas, cicloalqiulas, aralquilas eventualmente substituídos, e doisrestos coordenados podem formar juntos um grupo único divalente.
Os catalisadores preferencialmente utilizados no processo dapresente invenção são sais de amônio, de fosfônio, de piridínio e/ou desulfônio.A título de exemplo de íons ônion, pode-se citar os cátions:tetrametilamônio, trietilmetilamônio, tributilmetilamônio, trimetilpropilamônio,tetraetilamônio, tetrabutilamônio, tetrametilfosfônio, tetrabutilfosfônio,etiitrimetilfosfônio, trimetilpentilfosfônio, octiltrimetilfosfônio, tetrafenilfosfônio,cetiltrimetil fosfônio, cetiltrifenilfosfônio, alquiltris(hidroximetil)fosfônio, n-butiltrifenilfosfônio, trifenil fosfônio portando uma cadeia hidrocarbonada quecomporta de 10 a 16 átomos de carbono, N-metilpirídio, N-etilpirídio,trimetilsulfônio, trietilsulfônio, e trifenilsulfônio.
A natureza dos ânions ligados a esses cátions orgânicos não temimportância crítica. Todas as bases "duras" ou "intermediárias" são apropriadascomo ânion. Por base "dura" ou "intermediária", entende-se qualquer ânion quecorresponda à definição clássica dada por R. Pearson no Journal of Chem. Ed.45, páginas 581-587 (1968), e os termos "dura" e "intermediária" possuemrespectivamente o significado dos termos "hard" e "borderline" utilizados nessareferência. Entre as bases "duras" ou "intermediárias" que podem constituir oânion dos referidos sais de ônion, pode-se citar os íons: F", Cl", Br", Γ, PO43",HPO42", H2PO4", SO42", HSO4", et NO3". São particularmente preferidos os íonscloretos e brometos.
São particularmente apropriados os íons amônio cujos quatrogrupos são grupos alquila que possuem de 1 a 5 átomos de carbono ou umgrupo benzila. No que se refere à escolha do ânion, a preferência recairá sobreos íons cloretos e brometos.
São particularmente preferidos como catalisador o cloreto detetrabutilamônio, o brometo de cetiltrimetil fosfônio, o cloreto decetiltrifenilfosfônio, o cloreto ou brometo de alquiltris(hidroxymetil)fosfônio, obrometo de trifenil fosfônio que portam uma cadeia hidrocarbonada com 10 a16 átomos de carbono, o cloreto de n-butiltrifenilfosfônio.
O sal de ônion pode ser introduzido na solução aquosa, no estadosólido ou em forma de uma solução em um de seus solventes, geralmente aágua.
Como hidróxido de metal alcalino, pode-se citar em particularLiOH1 NaOH et KOH.
Utiliza-se geralmente de 1 a 60% em peso de hidróxido de metalalcalino ou alcalino terrosos na solução aquosa, preferencialmente de 5 a 50%em peso, mais preferencialmente de 10 a 40% em peso. A solução aquosapode compreender de 0,1 a 10% molar de catalisador de transferência de fase,em relação ao números de mois de íons hidroxila, preferencialmente de 1 a 3%molar.
O material plástico pode ter diversas formas suscetíveis de seremrecobertas por um material de silicone; e pode se apresentar em particular naforma de fios, fibras, artigos têxteis, peças moldadas, peças extrudadas, oufilmes. Os artigos têxteis podem ser tecidos, não tecidos ou tricotados, porexemplo.
A título de exemplos, pode-se citar os sacos infláveis utilizadospara a proteção dos ocupantes de um veículo (air bag), as esteirastransportadoras, os tecidos corta-fogo, os isolantes térmicos, oscompensadores, tais como as luvas flexíveis de estanqueidade para tubulação,os tubos, os filmes, as roupas ou ainda materiais flexíveis para uso naarquitetura têxtil interna ou externa, tais como lonas, as barracas, os estandes,e as tendas.
A matéria plástica é preferencialmente de matéria termoplástica,em particular à base de poliamida, de poliéster e/ou de poliolefina.
Como tipo de poliamida, pode-se citar, por exemplo, aspoliamidas semicristalinas ou amorfas, tais como as poliamidas alifáticas ousemiaromáticas. Pode-se citar em particular as (co)poliamidas 6 ; 6.6 ; 4.6 ;6.10 ; 6.12 ; 11, 12, e/ou suas misturas, tais como as poliamidas 6/6.6.Como tipo de poliéster, pode-se citar o polietileno tereftalato(PET) que designa tanto um homopolímero obtido unicamente a partir demonômeros ácido tereftalato ou seus éster tais como o dimetiltereftalato eetileno glicol como copolímeros.
Como tipo de poliolefinas, pode-se citar os polietilenos epolipropilenos.
Existem diversas formulações de silicones líquidos reticuláveisque podem ser utilizadas para formar um revestimento que permite conferirfuncionalidades a um grande número de matérias plásticas. É possível utilizaruma grande variedade de formulações poliorganossiloxanos (POS)multicomponentes, bicomponentes ou monocomponentes que reticulam àtemperatura ambiente ou ao calor por reações de poliadição, de hidrossililação,radicalar ou de policondensação. Deve-se notar que as composições desilicones estão amplamente descritas na literatura e, especialmente, na obra deWalter Noll "Chemistry and Technology of Silicones", Académie Press, 1968,2a edição, em particular nas páginas 386 a 409.
O revestimento em silicone do material plástico pode serconstituído por um óleo ou por uma resina de silicone por exemplo.
O processo da presente invenção é particularmente apropriadopara a reciclagem de um material plástico revestido por um material de siliconereticulado por um reação de policondensação sob a ação da umidade, empresença geralmente de um catalisador conhecido pelos profissionais da área(ver por exemplo o pedido FR2865223).
A etapa de tratamento a) do processo da presente invenção podeser efetuada em um recipiente, tal como uma cuba ou uma bacia, por exemplo.Nessa etapa, pode-se eventualmente aquecer o meio reacional a umatemperatura compreendida entre 20 e 100°C. Nessa etapa, o artigo pode ficarem contato com a solução de uma a algumas horas, por exemplo entre 1 e 3horas, ou mesmo até 24 horas, de acordo com a quantidade de matéria desilicone que cobre o referido material plástico. O meio reacional podeeventualmente ser colocado em agitação.
Pode-se em particular na etapa de tratamento a) introduzir oartigo que compreende pelo menos um material plástico recoberto por ummaterial de silicone em forma triturada ou cortada.
A separação do material plástico e a solução na etapa b) doprocesso da presente invenção pode ser efetuada por retirada desse materialplástico ou por escoamento da solução aquosa. O material plástico podeeventualmente ser lavado com água e/ou ser secado por meios convencionais.
É também possível acrescentar ao processo da presenteinvenção uma etapa c) na qual o material plástico é tratado com um ácido, emparticular para efetuar uma neutralização dos íons hidroxilas que restam noreferido material plástico. Pode-se para esse fim utilizar uma solução aquosaque compreende um ácido, em particular o ácido acético, o ácido fórmico, oácido fosfórico ou o ácido esteárico ou o ácido adípico. O material podeeventualmente ser lavado com água e/ou ser secado por meios convencionais.
O material plástico recuperado pode ser transformado em seguidaem granulados.
Uma linguagem específica é utilizada na descrição de modo afacilitar a compreensão do princípio da presente invenção. Deve porém ficarclaro que nenhuma limitação do alcance da presente invenção foi consideradacom o uso dessa linguagem específica. O termo e/ou inclui os significados e,ou, bem como todas as outras combinações possíveis de elementos ligados aesse termo.
Mais detalhes ou vantagens da presente invenção aparecerãomais claramente com os exemplos dados a seguir a título meramenteindicativo.Parte Experimental
Exemplo 1
Uma peça de 100 g de um ar bag de poliamida 66, recoberto deuma resina de silicone reticulada por policondensação, é imersa em 20 g deuma solução aquosa a 50% em peso de NaOH compreendendo 1% em pesode cloreto de tetrabutilamônio. Após 3 horas de contato a uma temperatura de60°C, a peça é retirada da solução. Ela é lavada com água e enxaguada emseguida com uma solução aquosa a 5% em peso de ácido acético. A peça édepois lavada novamente com água até que o pH da água seja neutro.
Uma análise por fluorescência X permite observar a ausência dequalquer derivado siliciado na superfície da peça após o tratamento. Umaobservação por DSC permite verificar que o peso molecular da poliamida nãofoi modificado após o tratamento.
Exemplo 2 (Comparativo)
Uma peça de 100 g de um ar bag de poliamida 66, recoberto deuma resina de silicone reticulada por policondensação-poliadição, é imersa em20 g de uma solução aquosa a 50% em peso de NaOH. Após 3 horas decontato a uma temperatura de 60°C, a peça é retirada da solução. Ela é lavadacom água e enxaguada em seguida com uma solução aquosa a 5% em pesode ácido acético. A peça é depois lavada novamente com água até que o pHda água seja neutro.
Uma análise por fluorescência X permite observar a presença detodo o derivado siliciado na superfície da peça após o tratamento. Essas peçasde poliamida são retomadas e deixadas reagir a 100°C durante 24 horas. Umaanálise por fluorescência X permite observar a presença da maior parte doderivado siliciado na superfície da peça.
Exemplo 3
Uma peça de 100 g de um ar bag de poliamida 66, recoberto deuma resina de silicone reticulada por policondensação-poliadição, é imersa em20 g de uma solução aquosa a 50% em peso de NaOH compreendendo 0,5%em peso de cloreto de tetrabutilfosfônio. Após 16 horas de contato a umatemperatura de 100°C, a peça é retirada da solução. Ela é lavada com água eenxaguada em seguida com uma solução aquosa a 5% em peso de ácidoacético. A peça é depois lavada novamente com água até que o pH da águaseja neutro.
Uma análise por fluorescência X permite observar a ausência dequalquer derivado siliciado na superfície da peça após o tratamento. Umaobservação por DSC permite verificar que o peso molecular da poliamida nãofoi modificado após o tratamento.
Exemplo 4
Uma peça de 100 g de um ar bag de poliamida 66, recoberto deuma resina de silicone reticulada por policondensação-poliadição, é imersa em20 g de uma solução aquosa a 50% em peso de NaOH compreendendo 0,5%em peso de cloreto de trimetildodecilfosfônio. Após 16 horas de contato a umatemperatura de 100°C, a peça é retirada da solução. Ela é lavada com água eenxaguada em seguida com uma solução aquosa a 5% em peso de ácidoacético. A peça é depois lavada novamente com água até que o pH da águaseja neutro.
Uma análise por fluorescência X permite observar a ausência dequalquer derivado siliciado na superfície da peça após o tratamento. Umaobservação por DSC permite verificar que o peso molecular da poliamida nãofoi modificado após o tratamento.

Claims (13)

1. PROCESSO DE TRATAMENTO DE UM ARTIGO, quecompreende pelo menos um material plástico recoberto por um material desiiicone que compreende pelo menos uma das seguintes etapas:a) trata-se o referido artigo com uma solução aquosa quecompreende um hidróxido de metal alcalino ou alcalino-terroso e umcatalisador de transferência de fase, eventualmente aquecendo de modo adissolver ou colocar em suspensão na solução aquosa a totalidade ou parte domaterial de silicone; eb) separa-se o material plástico da solução.
2. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato dos catalisadores por transferência de fase seremescolhidos no grupo que compreende os sais de ônions cujos íons ônionônions derivam do nitrogênio, do fósforo, do arsênico, do enxofre, do selênio,do oxigênio, do carbono ou do iodo e coordenado com restos hidrocarbonados.
3. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 1 ou 2,caracterizado pelo fato dos catalisadores por transferência de fase seremescolhidos no grupo que compreende os sais de amônio, de fosfônio, piridínioe/ou de sulfônio.
4. PROCESSO, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato do catalisador por transferência defase ser escolhido no grupo que compreende os sais de tetrametilamônio,trietilmetilamônio, tributilmetilamônio, trimetilpropilamônio, tetraetilamônio,tetrabutilamônio, tetrametilfosfônio, tetrabutilfosfônio, etiltrimetilfosfônio,trimetilpentilfosfônio, octiltrimetilfosfônio, tetrafenilfosfônio, cetiltrimetil fosfônio,cetiltrifenilfosfônio, alquiltris(hidroximetil)fosfônio, n-butiltrifenilfosfônio, trifenilfosfônio que portam uma cadeia hidrocarbonada que comporta de 10 a 16átomos de carbono, N-metilpirídio, N-etilpirídio, trimetilsulfônio, trietilsulfônio, etrifenilsulfônio.
5. PROCESSO, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato do hidróxido de metal alcalino serescolhido no grupo que compreende LiOH1 NaOH e KOH.
6. PROCESSO, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato da solução aquosa compreenderde 0,1 a 10% molar de catalisador de transferência de fase, em relação aonúmero de íons hidroxila.
7. PROCESSO, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato da matéria plástica se apresentarem forma de fios, fibras, artigos têxteis, peças moldadas, peças extrudadas, oufilmes.
8. PROCESSO, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato da matéria plástica ser à base depoliamida, de poliéster e/ou de poliolefina.
9. PROCESSO, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato do material plástico ser recobertopor um material de silicone que provém de uma formulaçãopoliorganossiloxano multicomponente, bicomponente ou monocomponente quereticula à temperatura ambiente ou ao calor por reações de poliadição, dehidrossiliação, radicalar ou de policondensação.
10. PROCESSO, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato do material plástico ser recobertopor um material siliconado reticulado por uma reação de policondensação soba ação da umidade, em presença de um catalisador.
11. PROCESSO, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de na etapa a) o meio reacionalser aquecido a uma temperatura compreendida entre 20 e 100°C.
12. PROCESSO, de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de na etapa b) o material plásticoser lavado com água e/ou ser secado.
13. PROCESSO de acordo com qualquer uma dasreivindicações 1 a 12, caracterizado pelo fato de compreender uma etapa c)adicional de tratamento do material plástico por um ácido e eventualmente delavagem com água e/ou de secagem.
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