ES2710664T3 - Procedimiento para la fabricación de losas o bloques de conglomerado de granulado de piedra y resina de poliéster - Google Patents
Procedimiento para la fabricación de losas o bloques de conglomerado de granulado de piedra y resina de poliéster Download PDFInfo
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Abstract
Procedimiento para la fabricación de artículos en forma de losas o bloques del tipo en el que se prepara una mezcla inicial compuesta por cualquier material granulado de piedra o similar a la piedra, que presenta una granulometría seleccionada y un aglutinante de formación de resina endurecible, depositándose la mezcla en un soporte temporal o en un molde, que presenta las dimensiones del artículo final, y sometiéndose a una etapa de compresión al vacío, con la aplicación asociada de movimiento vibratorio a una frecuencia preestablecida, después de lo cual se lleva a cabo la etapa de endurecimiento de la resina aglutinante, caracterizado por que se utiliza una resina de poliéster como aglutinante que carece de disolvente reactivo y que se puede formar por reacción entre por lo menos un triglicérido epoxidado y por lo menos un anhídrido carboxílico, y por que dicha mezcla inicial se prepara mezclando dicho material granulado y dichos componentes de formación de resina de poliéster que comprenden por lo menos un triglicérido epoxidado y por lo menos un anhídrido carboxílico.
Description
d e s c r ip c io n
Procedimiento para la fabricacion de losas o bloques de conglomerado de granulado de piedra y resina de poliester.
La presente invencion se refiere a la fabricacion de ardculos de un conglomerado y mas en particular a un procedimiento para la fabricacion de losas y bloques a partir de una mezcla que comprende material de piedra granulado o similar y un aglutinante a base de resina.
Un procedimiento para la fabricacion de artfculos en forma de bloques y losas del tipo mencionado se conoce desde hace anos; tambien se conoce con el nombre generico de tecnolog^a Bretonstone, en la que se prepara una mezcla inicial compuesta de material de piedra granulado o material similar a la piedra inorganico u organico, que presenta una granulometna seleccionada, y de un aglutinante a base de resina endurecible.
Esta mezcla se deposita en un soporte temporal o en un molde, que presenta las dimensiones del artfculo final, y se somete a una etapa de compresion al vado, con la aplicacion asociada de un movimiento vibratorio a una frecuencia preestablecida.
El artfculo crudo resultante se transfiere a continuacion a una etapa de endurecimiento, a cuya finalizacion presenta las caractensticas mecanicas deseadas.
La losa resultante, que se puede obtener a partir de un bloque por medio de aserrado, se envfa entonces a trabajos de acabado (dimensionar, alisar, pulir y similares).
Para obtener mas informacion y detalles tecnicos en relacion con la tecnolog^a Bretonstone, se debe examinar la patente europea numero 786325 presentada a nombre de Marcello Toncelli y la solicitud de patente internacional numero WO 2006/122892 presentada por el mismo solicitante.
En la produccion de productos aglomerados a base de granulos de piedra o materiales similares a la piedra, de acuerdo con la tecnologfa Bretonstone, se pueden utilizar resinas de tipo estructural. Dichas resinas incluyen resinas de poliester, resinas acnlicas, resinas epoxi, etc.
Mediante el uso de estas resinas en la tecnologfa Bretonstone, se pueden obtener productos de buena calidad con especificaciones caractensticas distintivas.
Los productos mas difundidos son los aglomerados que comprenden resinas de poliester de base ortoftalica, diluidas con un monomero de smtesis reactiva, tal como estireno.
Cabe destacar que la resina de poliester es un producto de smtesis derivado del petroleo, cuyos problemas son bien conocidos.
Ademas, la presencia del monomero de estireno como disolvente reactivo en la resina de poliester y, por lo tanto, en la mezcla lleva a varios problemas ambientales diferentes, relacionados con su naturaleza nociva y el riesgo de explosion ligado a la alta volatilidad; de hecho, son necesarios dispositivos sofisticados y costosos para recoger y eliminar los vapores de estireno para cumplir con las leyes de emisiones cada vez mas estrictas. Un problema adicional, hasta ahora no resuelto, es el considerable amarilleo que padecen los artmulos (obtenidos de resina de poliester con disolvente) cuando se exponen a los rayos ultravioleta. Es evidente que este problema a largo plazo, especialmente para los artmulos que se aplican como revestimientos exteriores de edificios, afecta a las caractensticas esteticas del artmulo.
El documento WO 2005/111126 divulga un procedimiento para la fabricacion de losas o bloques a partir de un granulado de piedra y un aglutinante de resina, comprendiendo el procedimiento moldear la composicion y someterla a vibrocompresion al vado.
El objetivo de la invencion es, por lo tanto, realizar artmulos de acuerdo con la tecnologfa Bretonstone, en los que se mantengan las caractensticas mecanicas y esteticas que se pueden obtener utilizando las resinas aglutinantes mencionadas anteriormente mientras que, al mismo tiempo, se superen los problemas descritos con anterioridad; en particular, se elimine la presencia de estireno en la mezcla.
Dicho objetivo se consigue con un procedimiento del tipo identificado con anterioridad que se caracteriza por que, en el artmulo final, la resina aglutinante es una resina de poliester que carece de disolvente reactivo y se forma por reaccion entre por lo menos un triglicerido epoxidado y por lo menos un anhfdrido carboxflico.
Por lo tanto, se trata de un tipo de resina de poliester que se utilizo por primera vez en el campo de la tecnologfa Bretonstone, en el que por lo menos el 50 % en peso se obtiene de materias primas de origen renovable, en
particular de origen vegetal, como Ios trigliceridos epoxidados, y de por Io menos un anlddrido carbox^lico.
Para obtener informacion detallada sobre las resinas de poliester utilizadas en la presente invencion, se puede hacer referenda a la solicitud de patente alemana publicada numero DE 0148672 A1.
Con respecto al primer componente mencionado anteriormente, resultan adecuadas varias especificaciones adicionales.
Los productos naturales, especialmente Ios de origen vegetal, contienen una gran cantidad de acidos grasos esterificados con glicerina para formar Ios trigliceridos que se pueden extraer mediante tecnicas conocidas. En la naturaleza, Ios acidos grasos casi nunca estan presentes libremente, sino que estan unidos a un alcohol, el glicerol. El glicerol se puede unir con de 1 a 3 acidos grasos: por Io tanto, existen mono, di y trigliceridos de Ios acidos grasos.
Los acidos grasos estan compuestos de una cadena de atomos de carbono unidos a atomos de hidrogeno, una cadena que generalmente presenta un enlace terminal con oxfgeno (O) o hidrogeno y ox^geno (OH).
Los acidos grasos se dividen en acidos grasos de cadena corta (4/8 atomos de carbono), acidos grasos de cadena media (8/14 atomos de carbono) y atomos de carbono de cadena larga (14/24 atomos de carbono), asf como en grasas saturadas, grasas monoinsaturadas y grasas poliinsaturadas.
La subdivision anterior es muy importante, ya que Ios acidos grasos presentan diferentes propiedades ffsicas y qmmicas dependiendo del nivel de insaturacion.
Si Ios trigliceridos estan compuestos predominantemente por acidos grasos saturados (acido palmftico y estearico) o acidos monoinsaturados (acido oleico), estos compuestos son entonces solidos a temperatura ambiente y se llaman "grasas", y en particular son de origen animal (manteca de cerdo, sebo).
Si Ios trigliceridos estan compuestos predominantemente por acidos grasos insaturados, monoinsaturados (acido palmitoleico, acido oleico, acido gadoleico) o acidos poliinsaturados (acido linoleico, acido linolenico), estos compuestos entonces son Ifquidos a temperatura ambiente y se llaman "aceites", y en particular son de origen vegetal (aceite de semilla de oliva, aceite de linaza, aceite de soja, aceite de mafz).
Los acidos grasos saturados presentan una configuracion espacial lineal que permite su disposicion de un modo ordenado: esta disposicion facilita las interacciones moleculares (puentes de hidrogeno) y, en consecuencia, presentan un alto punto de fusion.
Los acidos grasos mono y poliinsaturados, debido al doble enlace que crea un desequilibrio electrostatico, no presentan moleculas lineales sino mas bien sinuosas, por Io que, dado que no pueden organizarse de manera ordenada, presentan menos enlaces entre las moleculas y por Io tanto la temperatura de fusion es menor. Cuanto mayor sea el numero de dobles enlaces, menor sera la temperatura de fusion.
Para su utilizacion en la presente invencion, estos aceites se someten a una reaccion de epoxidacion de Ios dobles enlaces presentes (una reaccion que ya es conocida de por sf), como en la siguiente representacion esquematica:
Trigliceridos de acidos grasos poliinsaturados
Con respecto al componente anMdrido, la naturaleza qmmica de estos anhidridos (alifaticos o aromaticos) afecta a los parametros de funcionamiento y, por consiguiente, tambien las caractensticas finales de la resina obtenida. Como ejemplo, a continuacion se presentan las formulas de dos anMdridos, concretamente, un anMdrido alifatico o de un acido dicarboxflico saturado, y un hidruro aromatico, obtenido a partir de un acido dicarboxflico insaturado:
Para los objetivos de la presente invencion, se pueden utilizar los siguientes anhidridos (indicados a modo de ejemplo no limitativo): anMdrido piromeirtico, anhidrido maleico, anMdrido succrnico, anddrido hexahidroftalico, anddrido ftalico, anddrido de acido norborneno dicarboxflico, anddrido ad^pico, anhidrido glutarico, anddrido metilftalico, anMdrido 1,2-ciclohexildicarboxflico, anMdrido 3-metil-1,2-ciclohexfldicarboxflico, anddrido 4-metil-1.2- ciclohexildicarboxflico, mezcla de anddridos 3-metil-1,2-ciclohexildicarboxflico y 4-metil-1,2-ciclohexildicarboxflicos, anMdrido metil-tetrahidroftalico, anhidrido tetrahidroftalico, anMdrido metil-5-norborneno-2.3- dicarboxflico, anhidrido dodecenil-sucdnico y mezclas de los mismos.
La mezcla de acidos grasos epoxidados y de uno o mas anddridos, en presencia de un iniciador y a una temperatura de entre 80oC y 180°C, dependiendo de los aditivos utilizados, se solidifica y se endurece.
A continuacion se presenta el diagrama de reaccion:
Tal como se indica en el diagrama de reaccion, en el procedlmlento para formar las reslnas resulta necesarla la presencla de un iniciador de catalizador, que, de acuerdo con su naturaleza y cantidad, actua reduciendo tanto los tiempos de reaccion como las temperaturas del procedimiento.
Entre los posibles iniciadores se pueden enumerar los siguientes: haluros de metales alcalinos, compuestos organometalicos de aluminio, zinc y estano, haluros de amonio cuaternario, aminas alifaticas y aromaticas, complejos a base de boro y titanio.
El endurecimiento de la resina con partfculas siKceas o calcareas lleva a un producto aglomerado con caractensticas comparables a las obtenidas con resinas de poliester disueltas en un monomero sintetico reactivo, tanto desde el punto de vista qmmico como ffsico.
En la forma de realizacion preferida de la presente invencion, dado que el aceite epoxidado se encuentra casi completamente saturado, se prefiere utilizar anhndridos alifaticos, ya que la resina de poliester resultante es particularmente resistente al amarilleo causado por los rayos ultravioleta.
Entre las ventajas de la presente invencion, se debe enfatizar el uso de una materia prima, los trigliceridos de los acidos grasos naturales, disponible en abundancia de recursos naturales, de modo que el procedimiento de la presente invencion tambien es ventajoso desde el punto de vista economico.
El siguiente ejemplo no limitativo muestra el procedimiento de la presente invencion:
Se realizo una losa de acuerdo con la tecnologfa Bretonstone que presenta la siguiente composicion en volumen:
■ Resina: 19%
■ Relleno de cuarzo de 325 de tamiz: 23%
■ 0,1 -1,2 mm granulos de cuarzo: 58%
La composicion en peso de la resina fue:
■ Aceite de linaza epoxidado: 55%
■ Anhndrido dicarbox^lico de metilciclohexano: 20%
■ Anhndrido norboneno-dicarboxflico: 21%
■ 1-Metilimidazol en solucion de alcohol: 4%
La losa se trato en un horno a 140°C durante 40 minutos. Despues del enfriamiento, se verificaron las siguientes caractensticas ffsicas:
■ Resistencia a la flexion: 59 N/mm2
■ Resistencia a la abrasion profunda: 225 mm3
■ Tratamiento UV durante 500 horas: no amarillea.
Se observa que las caractensticas mecanicas se corresponden con las de un artfculo similar realizado de una resina de poliester de smtesis convencional con estireno.
Ademas, el artfculo no se amarillea si se expone a los rayos UV durante 500 horas, a diferencia de un artfculo analogo realizado de una resina de poliester de smtesis convencional con estireno.
Debera observarse que la tecnica Bretonstone tambien permite realizar artmulos en forma de bloque, destinados a operaciones posteriores de aserrado y acabado, como los bloques normales de piedra natural e x^d o s de canteras. La presente invencion, tal como se define en las reivindicaciones siguientes, es igualmente aplicable a la fabricacion de dichos bloques.
Claims (8)
1. Procedimiento para la fabricacion de artfculos en forma de losas o bloques del tlpo en el que se prepara una mezcla inicial compuesta por cualquier material granulado de piedra o similar a la piedra, que presenta una granulometna seleccionada y un aglutinante de formacion de resina endurecible, depositandose la mezcla en un soporte temporal o en un molde, que presenta las dimensiones del artfculo final, y sometiendose a una etapa de compresion al vado, con la aplicacion asociada de movimiento vibratorio a una frecuencia preestablecida, despues de lo cual se lleva a cabo la etapa de endurecimiento de la resina aglutinante, caracterizado por que se utiliza una resina de poliester como aglutinante que carece de disolvente reactivo y que se puede formar por reaccion entre por lo menos un triglicerido epoxidado y por lo menos un anfudrido carbox^Iico, y por que dicha mezcla inicial se prepara mezclando dicho material granulado y dichos componentes de formacion de resina de poliester que comprenden por lo menos un triglicerido epoxidado y por lo menos un anhfdrido carboxflico.
2. Procedimiento para la fabricacion de artfculos en forma de losas o bloques segun la reivindicacion 1, caracterizado por que dicho triglicerido epoxidado se selecciona de entre trigliceridos de acidos grasos insaturados, mono o poliinsaturados que son Ifquidos a temperatura ambiente.
3. Procedimiento para la fabricacion de artfculos en forma de losas o bloques segun la reivindicacion 1, caracterizado por que dicho anhfdrido se selecciona de entre anhfdrido piromelftico, anfudrido maleico, anfudrido sucdnico, anddrido hexahidroftalico, anddrido ftalico, anddrido de acido norborneno dicarbox^Iico, anddrido ad^pico, anddrido glutarico, anddrido metilftalico, anddrido 1,2-cicIohexiIdicarbox^Iico, anddrido 3-metiI-1,2-cicIohexiIdicarbox^Iico, anddrido 4-metiI-1,2-cicIohexiIdicarbox^Iico, mezcla de anddrido 3-metiI-1,2-cicIohexiIdicarbox^Iico y anddrido 4-metiI-1,2-cicIohexiIdicarbox^Iico, anddrido metil-tetrahidroftalico, anddrido tetrahidroftalico, anddrido metiI-5-norborneno-2,3-dicarbox^Iico, anddrido dodecenil-sucdnico y mezclas de los mismos.
4. Procedimiento para la fabricacion de artfculos en forma de losas o bloques segun la reivindicacion 3, caracterizado por que dicho anddrido se selecciona de entre anddrido 3-metiI-1,2-cicIohexiIdicarboxfIico, anddrido 4-metiI-1,2-cicIohexiIdicarboxfIico y una mezcla de anddrido 3-metiI-1,2-cicIohexiIdicarbox^Iico y anddrido 4-metiI-1,2-cicIohexiIdicarbox^Iicos.
5. Procedimiento para la fabricacion de artfculos en forma de losas o bloques segun la reivindicacion 1, caracterizado por que se anade un iniciador de catalizador a la mezcla de triglicerido epoxidado y anddrido.
6. Procedimiento para la fabricacion de artfculos en forma de losas o bloques segun la reivindicacion 5, caracterizado por que dicho iniciador de catalizador se selecciona de entre haluros de metales alcalinos, compuestos organometalicos de aluminio, zinc y estano, haluros de amonio cuaternario, aminas alifaticas y aromaticas y complejos a base de boro y titanio.
7. Procedimiento para la fabricacion de artfculos en forma de losas o bloques segun la reivindicacion 1, caracterizado por que dicha reaccion de formacion de resina de poliester y etapa de endurecimiento tiene lugar a una temperatura en el rango de entre 80oC y 180°C.
8. Procedimiento para la fabricacion de artfculos en forma de losas o bloques segun la reivindicacion 7, caracterizado por que dicha reaccion de formacion de resina de poliester y endurecimiento tiene lugar a una temperatura de 140°C.
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