ES2547319T3

ES2547319T3 - Material compuesto que comprende asbesto-cemento

Info

Publication number: ES2547319T3
Application number: ES12464011.1T
Authority: ES
Inventors: Silvian Ionescu
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2011-05-24
Filing date: 2012-05-24
Publication date: 2015-10-05
Anticipated expiration: 2032-05-24
Also published as: HUE027710T2; EP2527051B1; EP2527051A1; PT2527051E; HRP20150951T1; RS54218B1; SI2527051T1; RO127950A1; PL2527051T3; CY1116691T1; DK2527051T3

Abstract

Material compuesto que comprende: una matriz de plásticos y una carga, caracterizado por que - la carga es asbesto-cemento triturado, preferiblemente residuos de asbesto-cemento triturado, en una proporción de hasta 20% en peso, preferiblemente entre 12 y 20% en peso basado en la cantidad total de material compuesto, que tiene un tamaño de partículas entre 2 micrómetros y 0,4 mm, y - el material plástico es residuos de PET.

Description

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La mejora de las propiedades mecánicas (dureza, resistencia a la tracción) de la pieza acabada que contiene asbesto-cemento se puede hacer añadiendo asbesto tal como fibra de crisotilo, logrando lo siguiente: morfología de fibra, resistencia a la tracción alta, resistencia al calor y la corrosión, conductividad eléctrica baja, coeficiente de rozamiento alto. La adición de alúmina Al2O3 como óxido estable y duro también conduce a propiedades físicas mejoradas de la pieza acabada obtenida.

C. Ensayos para probar el efecto de sellado inesperado del asbesto

Estos ensayos se hicieron en muestras de material compuesto de contenido óptimo de 20% de asbesto-cemento que tiene el tamaño de partículas en el intervalo de 2-5 µm. La capacidad de sellar el asbesto se ensayó sometiendo la muestra de material compuesto a los siguientes ensayos:

1.: Procesado mecánico: Se llevó a cabo el maquinado de la muestra. Se verificó si después del procesado mecánico se podía identificar una separación de formaciones de fibras de asbestos de la muestra de material compuesto. Se estableció por microscopía que las fibras de asbestos en la muestra están selladas por la matriz de plástico. Las microfotografías se muestran en la figura 1, SEM (microscopía electrónica de barrido) de los fragmentos de material compuesto de acuerdo con la invención (matriz de PVC cargada con 20% de asbesto-cemento, PVC-A20). En la superficie no se observaron fibras de asbesto libres.

2.: Ensayo de desgaste por erosión:

Ensayo de desgaste por erosión -contacto en un punto.

Para estudiar el comportamiento frente al desgaste por erosión del material compuesto de acuerdo con la invención frente a material plástico sin carga de asbesto-cemento, se prepararon 6 muestras:

-3 muestras de control: PVC, PP y PET;

-3 muestras de material compuesto (matriz de PVC, PP y PET cargada con 20% de asbesto-cemento con tamaño de partículas en el intervalo de 2-5 micrómetros); se llevó a cabo el ensayo de abrasión en las muestras usando una bola de acero que se desliza sobre la muestra. En el área de contacto se aplica una pasta de SiC. Después de 1 hora se mide el acero desgastado. El material residual y el SiC se recogen y se analiza la presencia de asbesto en la cantidad de material erosionado.

Los parámetros de ensayo medidos se muestran en la siguiente tabla 2:

Tabla 2

Muestra: Diámetro de la mancha de desgaste [mm 10-3] Volumen de material residual [mm3] Tiempo de erosión para 10 mm3 de material (horas) Intensidad de energía del desgaste (MATCHAD14) [mm3/J]

PVC control: 2,85 0,256 5,770 x103 330 746

Material compuesto (PVC + 20% de asbestocemento PVC-A20): 3,45 0,551 2,684 x103 711 624

PP control: 4,85 2,165 0,683 x103 2,796 x103

Material compuesto (PP + 20% de asbesto-cemento PP-A20): 4,03 1,028 1,438 x103 1,328 x 103

PET control: 3,56 0,625 2,360 x103 807,42

Material compuesto (PET + 20% de asbestocemento PET-A20): 3,75 0,77 1,920 x103 994,47

A partir de los datos mostrados en la tabla 2, se puede concluir que algunos materiales compuestos tienen mejor resistencia a la abrasión que el control. Se observa en particular que en el material compuesto de matriz de PP el tiempo de erosión es sustancialmente mayor frente al control.

Se llevó a cabo el análisis de espectros de FT-IR para el material recogido de acuerdo con la invención, de cada muestra sometida al ensayo de desgaste por abrasión, comparado con la muestra de control. Los diagramas de los espectros de las muestras de material compuesto pusieron de manifiesto la ausencia de bandas características del

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asbesto (crisotilo o anfíbol). La figura 2 muestra los espectros que eran la base para la comparación. Ensayo de desgaste por erosión -contacto lineal Se usó la máquina clásica Amsler de ensayo de desgaste de materiales. El material abrasivo usado era SiC. Los

resultados obtenidos se muestran en la tabla 3. Tabla 3

Muestra: Anchura media de la mancha de contacto [m] Volumen del segmento de cilindro de desgaste [mm3] Tiempo de erosión necesario para 10 mm3 de material (h) Intensidad de energía del desgaste (Iue) [mm3/J]

PVC control: 11,57 x10-3 37 183 4,720 x103 404,669

Material compuesto PVC + 20% de asbestocemento: 19,97 x10-3 194,463 0,902 x103 2,116 x103

PP control: 15,61 x10-3 91,953 1,908 x103 1,001 x103

Material compuesto PP + 20% de asbestocemento: 15,90 x10-3 97,23 1,805 x103 1,052 x103

PET control: 10,65 28,963 6,059 x103 315,206

Material compuesto PET + 20% de asbestocemento: 8,36 x10-3 13,972 12,560 x103 152052

La intensidad de la energía de desgaste (Iue) es una característica mecánica específica para los contactos de punto/lineal del material. Conociendo la (Iue) se puede determinar el tiempo de erosión necesario de 10 mm3 de material.

10 También a partir de la tabla 3 se puede concluir que la resistencia a la abrasión de los materiales compuestos es mejor que la del control. Se observa que durante la erosión del material compuesto de matriz de PET, se muestra un aumento inesperado frente al control de PET o frente a otras muestras ensayadas.

Los tiempos necesarios para la erosión en condiciones ambientales naturales se muestran en la tabla 4.

Tabla 4

Muestra de material plástico/ matriz de material plástico + 20% de asbestocemento: Tiempo de erosión necesario 10 mm3 [horas] Tiempo de erosión necesario en condiciones ambientales naturales: viento, polvo [años]

Contacto de punto: Contacto lineal

PVC: 5,770 x103 4,72 x103 26,938

Material compuesto: PVC + 20% de asbesto-cemento: 2,683 x103 0,902 x103 5,151

PP: 0,683 x103 1,908 x103 10,893

Material compuesto : PP + 20% de asbesto-cemento: 1,438 x103 1,805 x103 10,302

PET: 2,360 x103 6,059 x103 34,584

Material compuesto: PET + 20% de asbesto-cemento: 1,92 x103 12,56 x103 71,693

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El ensayo para las condiciones ambientales naturales indicaba que la erosión causada por el medio ambiente en un material compuesto de acuerdo con la invención puede ocurrir en 5 a 71 años dependiendo del tipo de matriz de plástico usada. Se ha encontrado que para un material compuesto que comprende matriz de PET y carga de

5 asbesto-cemento, el tiempo de erosión en condiciones ambientales naturales se duplica.

3. Detección de fibras de asbesto liberadas al aire después del ensayo de erosión, en condiciones ambientales naturales

La muestra de material compuesto se sometió a un ensayo que simula el entorno de erosión natural tal como viento, lluvia y abrasión por polvo. Las determinaciones se hicieron sometiendo las muestras de material compuesto a

10 temperaturas de 45ºC durante 6 horas/día. Las muestras de aire se recogieron a una velocidad de 2,5 litros/minuto en filtros de éster de celulosa, con diámetro de poros de 8,8 micrómetros, siendo el volumen de aire recogido de 1475-2810 litros. Las muestras de material compuesto se sumergieron en agua a temperatura ambiente durante 23 días. El agua se evaporó hasta sequedad, dando como resultado un residuo seco. El análisis por espectroscopía de infrarrojo de los filtros de aire y del residuo no mostró fibras de asbesto presentes en la muestra analizada.

15 Ejemplo 2 (solo el ejemplo con PET está dentro del alcance de la invención)

Procedimiento para hacer una pieza de material compuesto.

El procedimiento de inyección del material compuesto de 20% de asbesto-cemento se llevó a cabo usando una máquina de inyección horizontal de tipo Arburg 320 K, y un secador de grano Moretto. El tamaño de la pieza moldeada era 87x20x24 mm, y el peso de la pieza inyectada de 0,030 kg para una hilera de 2 cavidades. Los

20 materiales usados para inyección eran: PVC y PET. Se hizo una pieza con cada material y dos piezas de material compuesto que contenía 20% de asbesto de acuerdo con la invención con matriz de PVC y PET, respectivamente. Los parámetros técnicos del procedimiento llevado a cabo por inyección se muestran en la tabla 5:

Tabla 5

Tipo de máquina de inyección: Arburg 320 K Arburg 320 K Arburg 320 K Arburg 320 K

Tiempo del ciclo de inyección (s): 45 45 45 45

Nº de cavidades de la hilera: 2 2 2 2

Peso de la pieza (kg): 0,03 0,03 0,03 0,03

Materias primas: Gránulos de PVC residual PVC residual + asbesto-cemento (20%) Gránulos de PET residual PET residual + asbesto-cemento (20%)

Temperatura del cilindro área 1 (°C): 170 180 275 265

Temperatura del cilindro área 2 (°C): 175 190 280 260

Temperatura del cilindro área 3 (°C): 180 190 280 260

Temperatura del cilindro área 4 (°C): 185 195 280 250

Temperatura del cilindro área 5 (°C): 185 200 275 240

Presión de inyección (bar): 2500 2490 2490 2490

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Claims

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