ES2289687T3 - Aleaciones elastomericas que contienen polvo de caucho. - Google Patents

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Abstract

Aleación elastomérica similar a elastómeros termoplásticos que comprende polvo de caucho producido a partir de neumáticos viejos o de desechos de caucho, un material termoplástico principal y un agente dispersante o un emulsionante, caracterizada porque el porcentaje de polvo de caucho es al menos del 30% hasta como máximo el 60%, el polvo de caucho presenta un tamaño máximo de partículas de 600 µm, y se produce mediante un procedimiento de molido en frío y no se pretrata químicamente.

Description

Aleaciones elastoméricas que contienen polvo de caucho.
La presente invención se refiere a aleaciones elastoméricas que contienen polvo de caucho (Elastomeric Alloys; EA), un procedimiento para la producción de aleaciones elastoméricas semejantes y productos técnicos acabados y semiacabados producidos a partir de estas aleaciones elastoméricas. Las aleaciones elastoméricas son compuestos similares a los TPE (elastómeros termoplásticos) que contienen polvo de caucho que procede preferiblemente de neumáticos viejos o de desechos de producción que se producen en el tratamiento del caucho virgen. Los EA hacen posible por consiguiente un reciclado útil ecológica y económicamente de estos desechos problemáticos. Por imposición estatal se ha obligado, por ejemplo, a los fabricantes de automóviles a elevar la cuota de reciclado de vehículos viejos lo que genera todavía incentivos adicionales para llevar al reciclaje los neumáticos viejos. Se conocen diferentes procedimientos para la producción de polvo de caucho a partir de neumáticos viejos, siendo decisivo para la presente invención que el polvo de caucho no sólo se triture a tamaños de partícula de 100 a 600 \mum, preferiblemente de 300 a 450 \mum, sino que también esté esencialmente libre de residuos de materiales de refuerzo textiles o metálicos. Se conocen procedimientos diferentes para el reciclado de neumáticos viejos y para la producción de polvo de caucho. En series experimentales se ha demostrado que la finura del polvo de caucho y su producción tienen una gran influencia en las propiedades del compuesto según la invención y por consiguiente también sobre los productos acabados y semiacabados.
En el documento EP-A-0'482'723 se describe, por ejemplo, un dispositivo y un procedimiento para triturar caucho, en particular caucho de desecho, neumáticos viejos, piezas de caucho y desechos de caucho. Caucho como caucho virgen vulcanizado no plastifica por calentamiento sino que se carboniza. El caucho elástico de desecho de los neumáticos viejos a triturar se sobreenfría con la ayuda de nitrógeno líquido a temperaturas muy bajas, aprox. -140ºC, por lo que puede fragilizarse y luego molerse hasta en las zonas de núcleo. Ensayos del solicitante han mostrado que los polvos de caucho semejantes producidos en un procedimiento de molido en frío presentan propiedades ventajosas de tratamiento y producto.
En el documento DE 19607281 que da a conocer un procedimiento para la producción de componentes similares a los elastómeros termoplásticos (TPE), que contienen polvo de caucho, se favorece en cambio el procedimiento de molturación por calor a causa de las estructuras superficiales favorables producidas del grano de polvo de caucho. Los compuestos según el documento DE 19607281 se mezclan en un proceso de mezcla, controlado en función de la observación, de polvo de caucho viejo y de desecho, así como polipropilenos como material termoplástico con adición de agentes reticuladores en un proceso de mezcla en un mezclador interior, y además se estabilizan al mismo tiempo dinámicamente. Se describen procedimientos y fórmulas según los que pueden producirse los compuestos que se destacan por un nivel característico de materiales notablemente mejorado respecto al estado de la técnica conocido, en particular mecánica y físicamente. El procedimiento se basa en que la mezcla de al menos dos componentes de mezcla incompatibles entre sí, polvo de caucho y material termoplástico, se convierte en un compuesto con propiedades de impacto al proporcionarle las correspondientes condiciones materiales, tecnológicas y constructivas durante el proceso de mezcla por fusión. Para ello se suministra a un mezclador interior polvo de caucho viejo o de desecho, no tratado y/o activado y polipropilenos (PP) como componentes termoplásticos, el polipropileno plastifica mientras que al mismo tiempo el polvo de caucho se distribuye o mezcla. Por adición de uno o varios agentes reticuladores en diferentes relaciones de masa bajo el efecto de fuerzas transversales elevadas se consigue la estabilización dinámica de los componentes elastoméricos y/o termoplásticos y el tratamiento a componentes que presentas propiedades similares a los elastómeros termoplásticos. Ya en el documento DE 19923758 se reconoció que no está garantizada una distribución homogénea de los agentes reticuladores en el procedimiento según el documento DE 19607281 y por ello no se da una reproductibilidad estable de componentes cualitativamente equivalentes durante un largo periodo de tiempo. Además, se había mostrado que en el procedimiento según el documento DE 19607281 no cada material termoplástico es igualmente bien apropiado para producir compuestos cualitativamente de gran valor y varias veces reciclables, ya que el grado obtenible de reticulación de los compuestos termodinámicamente incompatibles es muy diferente.
En el documento DE 19923758 se propone por ello convertir la mezcla de dos fases incompatibles entre sí, polvo de caucho y material termoplástico, en una aleación con propiedades similares a los TPE mediante una elección apropiada de material para el componente termoplástico y otros aditivos, y mediante una tecnología mejorada del desarrollo del procedimiento durante un tiempo de mezcla relativamente corto en el proceso de mezcla por fusión. Para ello se funde en el grupo de mezcla al menos un copolímero de polipropileno o una mezcla de él con al menos un tipo de polipropileno, y luego se añade a la fusión de forma dosificada polvo de caucho del que ha sido remojado anteriormente al menos en parte en un donador de radicales. El polvo de caucho se dispersa mediante aplicación de alargamientos elevadas por cizallamiento y bajo adición en función de los parámetros de la mezcla de agentes formadores de radicales para el acoplamiento de fase entre el polvo de caucho y el copolímero de polipropileno o su mezcla en la matriz de plástico, y el proceso dinámico de estabilización se realiza a una temperatura buena para la mezcla que se sitúa por encima del rango de temperaturas de fusión del copolímero de polipropileno, pero por debajo del rango de temperaturas de descomposición del polvo de caucho, y con un tiempo de mezcla que hace posible una reacción de formación de radicales. La mezcla de fusión con estabilización dinámica de las interfases se describe en el documento DE 19923758 como un camino para producir aleaciones elastoméricas (Elastomeric Alloys; EA) de polvo de caucho cuyas propiedades se acerquen a las de los elastómeros termoplásticos (TPE).
El documento US 5,359,007 muestra un método para la producción de un caucho termoplástico en el que una materia prima de caucho, que puede comprender neumáticos viejos, desechos de caucho y otros productos de caucho, se desvulcaniza y muele química o físicamente. A continuación se produce una aleación elastomérica con un polímero termoplástico (poliolefina o PVC) y un agente dispersante. Mediante un acelerador del endurecimiento se ajusta el grado de reticulación.
El documento US 5,010,122 muestra una aleación elastomérica hecha de polvo de caucho y material polimérico termoplástico, pudiendo contener el material polimérico termoplástico etileno y acetato de vinilo. El polvo de caucho puede ser producido a partir de neumáticos viejos o desechos de caucho, preferiblemente no está desvulcanizado y presenta una distribución de tamaños de partículas entre como mínimo aprox. 600 \mum (abertura de malla 30) y como máximo aprox. 2 mm (abertura de malla 10). Tanto el polvo de caucho como también el material termoplástico se tratan preferiblemente antes de la producción de la aleación elastomérica en un mezclador-agitador con un medio de acoplamiento. En el caso del polvo de caucho éste es 3-mercaptopropiltrimetoxisilano.
Aunque los procedimientos descritos en las publicaciones citadas para la producción de aleaciones elastoméricas o compuestos similares a los TPE que contienen polvo de caucho y los productos producidos con ellos han traído consigo mejoras decisiva, ante todo con miras a los procedimientos de fabricación, los costes de producción y las propiedades de los materiales de estos compuestos similares a los TPE todavía no están solucionados satisfactoriamente muchos problemas. Esto se plasma en la todavía muy escasa aceptación del mercado de estos productos acabados y semiacabados que contienen polvo de caucho y necesita urgentemente nuevas soluciones. Los elastómeros termoplásticos muestran actualmente las mayores tasas de crecimiento de todos los grupos poliméricos. La necesidad de nuevos materiales y procedimientos de fabricación dentro de este grupo, que satisfacen perfiles específicos de requerimientos y además son económicos y ecológicos, todavía no está cubierta ni con mucho. Las aleaciones elastoméricas o compuestos pueden actuar además en los grupos de materiales sustituyendo a los materiales termoplásticos y a los elastómeros. Por ello es objetivo de la presente invención poner a disposición nuevas aleaciones elastoméricas y nuevos procedimientos de fabricación para aleaciones elastoméricas semejantes que puedan producirse de forma sencilla y sean muy económicas mediante la elección controlada de los materiales. Los nuevos compuestos pueden reciclarse de forma análoga a los TPE y pueden producirse según la necesidad en regulación moldeable por inyección, extrusionable o calandriable.
Este objetivo se resuelve mediante aleaciones elastoméricas (EA) según la reivindicación 1, productos acabados o semiacabados producidos de estas EA según la reivindicación 15 y un procedimiento de fabricación según la reivindicación 16.
Otro objetivo es poner a disposición nuevos compuestos que consigan casi una histéresis lineal con una extensibilidad elevada y elevada resistencia a tracción.
Las nuevas aleaciones elastoméricas (EA) comprenden polvo de caucho, un material termoplástico principal, preferiblemente polietileno (PE) o poliuretano (PUR), un agente dispersante o un emulsionante (preferiblemente EVA) y según la necesidad aditivos para la compensación de las propiedades físicas de las EA disminuidas por el polvo de caucho.
A continuación se describen ejemplos de realización de la invención y mediante los dibujos adjuntos se caracterizan adicionalmente ejemplos elegidos. Muestran:
Figura 1 el comportamiento de un compuesto en el ensayo a tracción, y
Figura 2 el comportamiento de un segundo compuesto en el ensayo a tracción,
estando representado en las curvas para respectivamente tres piezas de trabajo.
Los compuestos según la invención contienen al menos del 30 hasta como máximo el 60%, preferiblemente sobre el 50%, de polvo de caucho de neumáticos viejos o desechos de caucho de diferentes orígenes por un lado, y materiales termoplásticos y/o sus mezclas como matriz plástica. El polvo de caucho está producido preferiblemente mediante un procedimiento criogénico de acondicionamiento, que se señala según la solicitante como procedimiento KEC. El núcleo de este procedimiento es el reciclaje económico de los diferentes componentes del neumático, en particular para la producción de granulado de caucho. Con su dispositivo de acondicionamiento KEC se tratan además los neumáticos viejos según el principio de la granulación criogénica con una molturación fina posterior con el empleo de máquinas conocidas y dispositivos técnicos para el polvo de caucho. El tamaño de fracción de preferiblemente 100 a 600 \mum podía producirse hasta ahora en dispositivos convencionales conocidos sólo a pequeña escala.
Las partes de acero y/o tejidos contenidas en el neumático se separan en varios pasos para preparar un polvo de caucho de alta pureza para las siguientes etapas de procesamiento. Según una forma de realización ventajosa de la presente invención se refuerzan los compuestos mediante fibras preparadas de los tejidos obtenidos de esta
forma.
\newpage
Durante la granulación de los neumáticos viejos y la separación del acero y los tejidos se siguen los siguientes pasos parciales:
- abastecimiento de los neumáticos viejos
- trituración previa
- paso criogénico
- granulado
- molturación fina
- limpieza
- dado el caso empaquetamiento y almacenamiento
El abastecimiento de los neumáticos se realiza mediante un depósito que se alimenta con la ayuda de una cargadora de ruedas. Un separador de neumáticos asegura además la alimentación en serie hacia el primer paso de trituración. Sobre una cinta transportadora llegan los neumáticos a una trituradora especial en la que se trituran en aproximadamente piezas del tamaño de la palma de la mano mediante dos rotores de marcha opuesta. Mediante una criba de drenaje conectada posteriormente se retira del material el agua adherente que se ha acumulado en el neumático durante el almacenamiento. Los neumáticos así divididos en piezas se transportan sobre otra banda transportadora hasta un pozo de caída. Allí se realiza la alimentación hasta un enfriador tubular giratorio, pasando el material en primer lugar una esclusa de tapas de péndulo doble de alta estanqueidad. Estas sirven en primera lugar para la reducción del consumo del nitrógeno empleado que se usa como medio refrigerante. El enfriador tubular giratorio es un tambor aislante del frío a través del que se transportan los segmentos de neumáticos debido a un movimiento giratorio en la dirección de salida. En su salida se rocía nitrógeno líquido con una temperatura de ebullición de -196ºC sobre el material. Mediante el enfriamiento a al menos -80ºC de temperatura media del neumático se fragilizan los segmentos de neumáticos.
El nitrógeno empleado se aspira en la entrada del enfriador tubular giratorio y se usa para el enfriamiento previo de los fragmentos de neumáticos.
Después de abandonar el enfriador tubular giratorio las piezas enfriadas de neumáticos llegan a través de otra esclusa de tapas de péndulo doble a un molino de martillo. Aquí se corta y granula el caucho sobreenfriado de las capas de tejidos y acero.
El material así triturado se transporta ulteriormente para la separación de hierro y para la descarga del tejido. La separación de hierro se realiza mediante un separador magnético y un tambor de imán permanente.
Para la eliminación del tejido se dirige el material a un transportador oscilante de cadena de separación por aire de cuatro escalones donde se separan granulado de caucho y tejido en el sistema de lecho fluidizado. Además, se lleva hacia arriba mediante una corriente de aire desde el lado inferior la parte de tejido específicamente ligero.
A continuación se dirige el granulado para la limpieza ulterior de hierro a través de un tambor de imán permanente y llega desde allí mediante una banda transportadora de cadena sinfín de artesa hasta un tamiz oscilante.
Aquí se separa el granulado limpiado en las fracciones individuales deseadas entre 0-8 mm. Las granulaciones individuales se transportan mediante hélices de extracción a un depósito de almacenamiento desde donde se realiza el empaquetamiento listo para el envío en big-bags o se retiran para los pasos de tratamiento ulteriores individuales.
Las fracciones granuladas se tratan ulteriormente hasta polvo de caucho según la necesidad mediante la molturación fina en el reactor de impacto.
Además, el material molido bruto se aspira con una corriente de aire a la máquina dónde llega mediante una sucesión de cámaras de turbulencias. Allí chocan siempre de nuevos unos con otros los granos individuales granulados mediante un torbellino controlado de aire, por lo que los granos se muelen cuidadosamente a si mismos de forma recíproca.
El calor originado por la fricción se distribuye y enfría uniformemente por el aire como material de base.
Al mismo tiempo se evapora la humedad y se le retira así al granulado. Después del transporte desde reactor de choque la separación de la corriente de aire y el polvo de caucho en un ciclón de segregación impide una nueva condensación de la humedad en el material molido.
Para garantizar una pureza óptima de la salida de aire y al mismo tiempo garantizar la recuperación de las partes más finas se coloca ulteriormente al ciclón un dispositivo de filtro.
Para aumentar el rendimiento del reactor de choque respecto a la producción y la capacidad de tratamiento también puede fragilizarse aquí el material de entrada antes del tratamiento. Además, el granulado se enfría en un tornillo sinfín de corriente turbulenta como en el primer paso del tratamiento con el empleo de nitrógeno y en este estado se dirige al reactor de choque.
El granulado molido ulteriormente es muy homogéneo y se destaca por un elevado grado de pureza, una gran superficie y una calidad validada.
Los componentes de hierro (alambres) de aleaciones de acero de gran valor se almacenan en contenedores y pueden venderse como chatarra. Por compactación puede suministrarse a un alto horno.
Un acondicionamiento del tejido no consta como recomendable hasta ahora por motivos económicos. Ya que es muy apropiado para la incineración se elimina por ello habitualmente por este camino. En otra forma de realización preferida de la presente invención se propone emplear el material de fibra producido durante el reciclaje de los neumáticos viejos como material adicional de refuerzo. Por ello el ciclo de reciclaje está cerrado completamente y todos los componentes de los neumáticos viejos pueden alimentarse al reciclaje.
Como agente dispersante o emulsionante se emplean preferiblemente copolímero de etileno acetato de vinilo (EVA) o copolímeros de polietileno (PE) como copolímeros de etileno acrilato de butilo (EBA) o copolimeros de etileno metacrilato de metilo (EMA) o terpolímeros de polietileno (PE) como metacrilato de glicidilo (GMA) o anhídrido maleico (MAH, Maleic Anhydride) como se venden, por ejemplo, por la empresa ATOFINA DEUTSCHLAND GMBH, Dusseldorf. Los EVA son similares al polietileno de baja densidad con hasta el 20% de acetato de vinilo, y elásticos como el caucho con el 20 al 40% de acetato de vinilo, pero pueden tratarse de forma termoplástica. Se añaden al compuesto según la invención según la necesidad todavía aditivos o ingredientes de relleno que sirven, por ejemplo, para la reticulación y para la consecución de parámetros específicos del tratamiento. En función de la calidad del polvo de caucho y de la elección de los materiales termoplásticos y aditivos pueden elaborarse materiales químicos a medida y pueden adaptarse al correspondiente ámbito de aplicación.
Las nuevas aleaciones elastoméricas se destacan por los cuadros siguientes de propiedades, que han sido determinados por la Eidgenössisschen Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (EMPA, Institución Suiza de Investigación y Ensayo de Materiales) según la Norma EN ISO 527 en probetas según la Norma EN ISO tipo IB bajo atmósfera normal 23/50 SN-ISO 291. Han sido valorados: módulo de elasticidad E, tensión máxima, alargamiento a tensión máxima, alargamiento de rotura, tensión de rotura.
- Módulo elástico E
de 5 a 350 N/mm^{2}
- Pandeo, aplanamiento
\vskip1.000000\baselineskip
Tensión
de 1 a 7 N/mm^{2}
Alargamiento
del 3 al 30%
\vskip1.000000\baselineskip
- Fuerza máxima
Tensión
de 3 a 8,1 N/mm^{2}
Alargamiento
del 11 al 380%
El empleo de EVA conduce a productos muy favorables según el precio. La adición de EVA, con los que puede rociarse muy bien el polvo de caucho, repercute muy positivamente en las propiedades de los materiales y conduce a propiedades homogéneas compactas de las EA.
La adición de poliuretano (PUR) conduce a un alargamiento elevado y a una elevada resistencia a la tracción. PUR puede ser tanto como el material termoplástico principal como también aditivo.
La resistencia a la tracción de los productos producidos a partir de las nuevas EA puede aumentarse por adición de peróxidos (agentes reticuladores) durante la mezcla.
El polvo de caucho de neumáticos viejos es en si mismo ya muy estable. Al contrario la espuma de látex de colchones viejos es sensible a la luz, sensible a la oxidación y en primer lugar todavía debe estabilizarse.
Compuestos según la invención, en los que se emplea polvo de caucho de neumáticos viejos, son obligatoriamente siempre negros. Para otros colores debe emplearse polvo de caucho de materiales de partida no negros, por ejemplo, espuma de látex, pudiéndose añadir al colorante correspondiente estabilizadores de luz o contra la oxidación.
La adición de PVC como material termoplástico principal conduce a viscoelasticidad.
Ventaja del nuevo material: no se separan tampoco bajo solicitaciones mecánicas fuertes (flexión, alargamiento) partículas de caucho de las EA y por consiguiente de los productos fabricados o semifabricados según la invención.
La relación rendimiento/precio de los compuestos producidos según el procedimiento según la invención sobrepasa la de los TPE puros comparablemente ofrecidos en el mercado o los materiales termoplásticos de impacto.
Las aleaciones elastoméricas pueden producirse según la necesidad con una regulación retardadora de la llama, conductora eléctricamente, antimicrobiana, antioxidante y a prueba de golpes. Las propiedades arriba nombradas pueden regularse dentro de amplios intervalos conforme al perfil de requerimientos finales.
Los compuestos según la invención pueden deformarse sobre todas las máquinas corrientes de tratamientos de plásticos.
Ejemplos de realización Ejemplo 1 Código del solicitante PE-GRG 1
Este EA o compuesto está basado en polvo de caucho, PE y otros materiales termoplásticos y se destaca ante todo por su elevado alargamiento, buena resistencia a temperaturas muy bajas, buena rigidez mecánica, tenacidad, estabilidad de forma y buena susceptibilidad de elaboración. La relación precio/rendimiento en este compuesto es muy buena. El producto puede soldarse térmicamente. Como ámbitos de aplicación son apropiados en particular la extrusión de tubo y de perfil, productos por embutición profunda y piezas moldeadas por inyección para la industria del automóvil, como cajas de pantalla protectora y carcasas de máquinas.
\vskip1.000000\baselineskip
1 
\vskip1.000000\baselineskip
El polvo de caucho empleado presenta preferiblemente tamaños de partículas de 250 a 450 \mum, preferiblemente alrededor de 380 \mum. Es producido preferiblemente según el procedimiento descrito ya arriba con granulación criogénica y molturación fina posterior.
Greenflex® es un copolímero de etileno acetato de vinilo. El EVA preferido en la fórmula 1 Greenflex® HN-70 presenta un MELT FLOW INDEX (MFI 190ºC/2,16 kg, índice de fusión) de 6 g/10 min y un contenido de acetato de vinilo del 28%.
Rigidex® es el nombre de producto equivalente químicamente de BP de un grupo de productos de poliolefinas de la empresa BP Solvay Polyetylene. El producto HDPE preferido presenta un ÍNDICE DE FUSIÓN (MFI 190ºC/2,16 kg) de 4 /10 min y una densidad de 0,938 g/cm^{3}.
Los compuestos se producen preferiblemente de forma continua sobre un extrusor de uno o dos tornillos sinfín especialmente instalado, por ejemplo, de una máquina amasadora Buss, como la que se ofrece por la empresa Polyplast Müller GmbH, An der Belice 48, D-47638 Straele. La máquina amasadora Buss es una extrusionadora especial de un tornillo sinfín o extrusionadora amasadora con un tornillo sinfín que se interrumpe mediante tres hendiduras por rotación. En el tambor están dispuestas tres barras con rascadores de amasado. Al contrario que en extrusionadoras normales superponen al movimiento de giro un movimiento oscilatorio axial.
Después de cada movimiento de 120º se mueve horizontalmente de un lado a otro el tornillo sinfín. Cuando los rascadores de amasado pasan la hendidura el material se mueve parcialmente hacia delante y de nuevo hacia atrás. Después de cada rotación completa se limpian los cuatro flancos de las palas de amasado mediante los rascadores de amasado. Por ello se realizan sólo longitudes cortas de tratamiento cuando para una buena dispersión sólo es necesaria una pequeña carga térmica. Según el plástico se trabaja en intervalos de temperatura de 170 a 300ºC. En el presente ejemplo 1 se trabaja preferiblemente en un intervalo de temperatura alrededor de 190ºC. Los componentes se dosifican continuamente mediante balanzas en el amasador mediante dispositivos especiales de alimentación. Una ventaja esencial del presente procedimiento consiste en que la producción de la aleación elastomérica con empleo de polvo de caucho se realiza de forma continua y no de forma "batch" (por lotes), de forma que puede integrarse en una línea de producción con una producción de polvo de caucho, preferiblemente según el principio nombrado anteriormente del solicitante.
Como otros aditivos opcionales puede emplearse como aditivo para la mejora de las superficies en una dosificación del 0,5 al 1% especialmente en poliolefinas Vanfre® VAM (polioxietileno octadecil éter fosfato; poli(oxi-1,2 etanodiol), alfa-octadecil omega-hidroxifosfato) que se ofrece, por ejemplo, por la empresa R.T. VANDERBILT COMPANY, INC., 30 WINFIELD STREET, NORWALK, CT 06855. Otros aditivos posibles son antioxidantes, agentes protectores contra la hidrólisis, reticuladores u hollín conductor.
Basándose en la Norma de Ensayo ISO 572-2 fueron determinados los siguientes valores para el compuesto 1 producido según la fórmula 1:
\vskip1.000000\baselineskip
Módulo elástico E:
71 N/mm^{2}
\vskip1.000000\baselineskip
Pandeo, aplanamiento
Tensión:
aprox. 4 N/mm
Alargamiento:
aprox. 10%
\vskip1.000000\baselineskip
Fuerza máxima
Tensión:
7,2 N/mm^{2}
Alargamiento:
220%
\vskip1.000000\baselineskip
Parámetros de ensayo:
Fuerza previa:
1 N
Determinación del módulo E inicial:
0,2%
Velocidad de ensayo:
50 mm/min
Determinación del módulo E final:
1%
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\vskip1.000000\baselineskip
(Tabla pasa a página siguiente)
TABLA 1 Resultados de los ensayos, Compuesto 1 
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2 
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Ejemplo 2 Código del solicitante PU-GRG 4
Este EA o compuesto está basado en polvo de caucho, PUR y una mezcla de otros materiales termoplásticos y aditivos, y se destaca por una elevada flexibilidad, elasticidad y alargamiento. La curva de fuerza/desplazamiento discurre plana.
El producto puede pegarse. Este compuesto es especialmente apropiado para perfiles de obturación para la industria de la construcción o la industria del automóvil y para la producción de tubos de alta flexibilidad.
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4
El polvo de caucho tiene preferiblemente una calidad como ya se ha descrito en el ejemplo 1.
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Greenflex® es un copolímero de etileno acetato de vinilo. El EVA preferido en la receta 1 Greenflex® HN-70 presenta un ÍNDICE DE FUSIÓN (MFI 190ºC/2,16 kg) de 6 g/10 min y un contenido de acetato de vinilo del 28%.
Perkadox es un di-(terc-butil-peroxiisopropil)benceno de la empresa Akzo Nobel que se emplea como dador de radicales y conduce a una reticulación mejorada.
Pelletahene es un elastómero de poliurteno termoplástico basado en poliéter (TPE-U) con una dureza Shore preferida de 70A de la empresa Dow Plastics, una empresa del grupo The Dow Chemical Company.
En otras formas de realización preferidas de la invención se emplean como TPU polieter- o poliester-poliuretano. La dureza Shore se encuentra entre 70 Shore A y 72 Shore D según el ámbito de aplicación. Los polieter-poliuretanos se emplean preferiblemente en productos con un riesgo de hidrolización, poliester-poliuretanos en productos que requieren una elevada resistencia al desgaste por fricción.
Los compuestos según el ejemplo 2 se producen como se describe en el ejemplo 1. Sin embargo, se elige preferiblemente la temperatura de conformación alrededor de 200ºC.
Basándose en la Norma de Ensayo ISO 572-2 fueron determinados los siguientes valores para el compuesto 2 producido según la fórmula 2:
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Módulo elástico E:
7,2 N/mm^{2}
Pandeo, aplanamiento
Tensión:
aprox. 1,5 N/mm
Alargamiento:
aprox. 20%
\vskip1.000000\baselineskip
Fuerza máxima
Tensión:
5,5 N/mm^{2}
Alargamiento:
280%
\vskip1.000000\baselineskip
Parámetros de ensayo:
Fuerza previa:
1 N
Determinación del módulo E inicial:
0,2%
Velocidad de ensayo:
50 mm/min
Determinación del módulo E final:
0.6%
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(Tabla pasa a página siguiente)
TABLA 2 Resultados de los ensayo, Compuesto 2 
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5 
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El compuesto 2 presenta una resistencia Shore A de 69, una densidad de 1,09 y una MFI de 4,12 (condiciones 210ºC, 5,00 kg).
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Ejemplo 3 Código del solicitante PU-GRG 5
8 
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El polvo de caucho tiene preferiblemente de nuevo una calidad como ya se ha descrito en el ejemplo 1 y 2. El procedimiento preferido de fabricación y datos para los productos de salida corresponden igualmente a los arriba nombrados.
Ejemplo 4 Código del solicitante PU-GRG 4.1
Este compuesto está basado en polvo de caucho, PUR, aditivos y copolímero de etileno acrilato de butilo (EBA) como emulsionante, se destaca por un alargamiento muy elevado, buena resistencia a la tracción y elasticidad y flexibilidad muy elevadas.
9
El polvo de caucho tiene preferiblemente de nuevo una calidad como ya se ha descrito en los ejemplos 1 a 3. El procedimiento preferido de fabricación y datos para los productos de salida corresponden igualmente a los arriba nombrados.
En todos los compuestos según la invención puede añadirse carbonato de calcio para el abaratamiento de los productos.
Aleaciones elastoméricas rellenas de fibras con resistencia a tracción mejorada
A las aleaciones elastoméricas según la invención se les echa según otra forma de realización ventajosa de la invención material con fibras, como por ejemplo, fibras de vidrio o las fibras plásticas y/o textiles producidas durante el reciclaje de neumáticos viejos.
Se conoce del estado de la técnica que materiales termoplásticos se llenen con partículas de fibra de vidrio para adaptar las propiedades a los requerimientos específicos que se les plantean a los materiales. Este refuerzo de fibra de vidrio conocido por materiales termoplásticos puede aplicarse también en las aleaciones elastoméricas según la invención. Como otro material adicional de refuerzo pueden introducirse fibras textiles en estado suelto flojo en el compuesto de material termoplástico - polvo de caucho.
Fibras textiles semejantes de poliéster se originan por ejemplo como subproductos durante la producción del polvo de caucho de neumáticos viejos. Por ello puede verse que con el reciclaje de la parte textil del proceso de fabricación de polvo de caucho se consigue un uso del cien por cien de los neumáticos viejos.
Requisitos técnicos
Para asegurar la rentabilidad se realiza una introducción de partículas de fibra mediante un procedimiento continuo. Las fibras deben tener preferiblemente una longitud de 0,5 a 3 mm. La temperatura de los compuestos se encuentra según el tipo de plástico entre 180 y 230ºC. El contenido en agua de las fibras se sitúa preferiblemente por debajo del 0,1%. El contenido máximo de fibras no sobrepasa preferiblemente el 30%, siendo preferido un contenido alrededor del 15%. Las fibras de vidrio son un tipo apropiado de fibras para el refuerzo según la invención. Pueden emplearse, por ejemplo, fibras de vidrio exento de alcali recubierto de silano, que pueden obtenerse con una longitud de 3 mm en Schwarzwälder Textilwerk con la designación de tipo patrón corto, vidrio exento de alcali, silano recubierto, FGCS 35/40. Según se describe ya arriba, también en las aleaciones elastoméricas reforzadas con fibras se emplean como TPU polieter- o poliesterpoliuretanos cuyas durezas Shore se encuentran según el ámbito de aplicación de los compuestos entre 70 Shore A y 72 Shore D.
Básicamente pueden reforzase con fibras todas las aleaciones elastoméricas según la invención o compuestos de materiales termoplásticos - polvo de caucho. La resistencia a tracción se mejora por ello. El alargamiento se reduce algo lo que sin embargo puede compensarse total o parcialmente mediante la elección controlada de la combinación de plásticos o aditivos.
Ejemplo 5 Código del solicitante PU-GRG 8/20% GF
10
Propiedades físicas:
Sin fibras de vidrio Con fibras de vidrio
Tensión N/mm^{2} 5,8 8,0
Alargamiento % 33 27
Shore A 93 95
Shore D 35 36
Densidad g/cm^{3} 1,04 1,07
MFI 8,4 8,2 
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Ejemplo 6 Código del solicitante PU-GRG 4/16% GF
11
Propiedades físicas:
Sin fibras de vidrio Con fibras de vidrio
Tensión N/mm^{2} 5,5 9,1
Alargamiento % 280 250
Shore A 69 71
Shore D - -
Densidad g/cm^{3} 1,09 1,13
MFI 4,12 4,0
Ejemplo 7 Código del solicitante PU-GRG 4/16% Frisa de poliéster
13
Propiedades físicas:
Sin fibras de vidrio Con fibras de vidrio
Tensión N/mm^{2} 5,5 8,7
Alargamiento % 280 270
Shore A 69 71
Shore D - -
Densidad g/cm^{3} 1,09 1,1
MFI 4,12 3,95
En otras formas de realización ventajosas de la invención se añaden fibras de Kevlar, de carbono o fibras naturales de yute o algodón a las aleaciones elastoméricas.

Claims (20)

1. Aleación elastomérica similar a elastómeros termoplásticos que comprende polvo de caucho producido a partir de neumáticos viejos o de desechos de caucho, un material termoplástico principal y un agente dispersante o un emulsionante, caracterizada porque el porcentaje de polvo de caucho es al menos del 30% hasta como máximo el 60%, el polvo de caucho presenta un tamaño máximo de partículas de 600 \mum, y se produce mediante un procedimiento de molido en frío y no se pretrata químicamente.
2. Aleación elastomérica según la reivindicación 1, caracterizada porque el material termoplástico principal se elige del grupo de los polietilenos o poliuretanos.
3. Aleación elastomérica según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque el material termoplástico principal es un regranulado reciclado.
4. Aleación elastomérica según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque el material termoplástico principal constituye un porcentaje del 20 al 70%, preferiblemente del 30 al 50%.
5. Aleación elastomérica según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada porque el polvo de caucho constituye un porcentaje de más del 50%.
6. Aleación elastomérica según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque el polvo de caucho presenta tamaños de partículas de 100 a 600 \mum, preferiblemente de 300 a 450 \mum.
7. Aleación elastomérica según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque el agente dispersante o el emulsionante se eligen del grupo copolímero de etileno acetato de vinilo, copolímeros de polietileno (PE) como copolímeros de etileno acrilato de butilo (EBA) o copolimeros de etileno metacrilato de metilo (EMA), terpolímeros de polietileno (PE) como metacrilato de glicidilo (GMA) o anhídrido de ácido maleico (MAH).
8. Aleación elastomérica según la reivindicación 6, caracterizada porque el agente dispersante o el emulsionante constituyen una porcentaje del 10 al 50%, preferiblemente del 10 al 20%.
9. Aleación elastomérica según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque comprende aditivos para compensar las propiedades físicas y mecánicas degradadas por el polvo de caucho.
10. Aleación elastomérica según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la aleación elastomérica comprende fibras en un porcentaje de hasta el 30%, preferiblemente del 15 al 20%.
11. Aleación elastomérica según la reivindicación 10, caracterizada porque las fibras se escogen del grupo: fibras de vidrio, fibras de Kevlar, fibras de carbono o fibras naturales de yute o algodón o mezclas de ellas.
12. Aleación elastomérica según la reivindicación 10, caracterizada porque las fibras comprenden una frisa de poliéster.
13. Aleación elastomérica según la reivindicación 11 ó 12, caracterizada porque las fibras están presentes preferiblemente en una longitud de 0,5 a 3 mm.
14. Aleación elastomérica según una de las reivindicaciones 11 a 14, caracterizada porque el contenido de agua de las fibras es preferiblemente inferior al 0,1%.
15. Productos acabados y semiacabados producidos a partir de aleaciones elastoméricas según una de las reivindicaciones 1 a 14.
16. Procedimiento para la producción de una aleación elastomérica según una de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado porque todos los componentes se procesan directamente en un mezclador/extrusor de amasado a temperaturas de cómo máximo 170 a 300ºC de forma continua en una única etapa de trabajo hasta la aleación elastomérica.
17. Procedimiento según la reivindicación 16, caracterizado porque la temperatura de la mezcla se sitúa preferiblemente en 190 a 200ºC para las aleaciones sin adición de fibras y preferiblemente en 180 a 230ºC para las aleaciones con fibras.
18. Procedimiento para la producción de una aleación elastomérica según una de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado porque todos los componentes se dosifican de forma continua mediante balanzas en el extrusor de amasado.
19. Procedimiento para la producción de una aleación elastomérica según una de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado porque el polvo de caucho se emplea sin pretratamiento químico.
20. Procedimiento para la producción de una aleación elastomérica según una de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado porque la producción de polvo de caucho se antepone en la línea de producción a la producción de la aleación elastomérica.
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