ES2796956A1

ES2796956A1 - Proceso para la eliminacion de pintura de materiales termoplasticos

Info

Publication number: ES2796956A1
Application number: ES201930473A
Authority: ES
Inventors: Ferrer Ferran Marti; Sanz Vicent Martinez
Original assignee: Asociacion De Investigacion De Mat Plasticos Y Conexas
Current assignee: Asociacion De Investigacion De Mat Plasticos Y Conexas
Priority date: 2019-05-29
Filing date: 2019-05-29
Publication date: 2020-11-30

Abstract

Proceso para la eliminación de pintura de materiales termoplásticos. La invención se refiere a un proceso para la eliminación de pintura de al menos un material termoplástico pintado que comprende: introducir dicho material en una primera extrusora (2) donde tiene lugar una primera etapa de extrusión en fundido del material termoplástico, durante la cual se lleva a cabo un proceso de inyección de CO2 en condiciones supercríticas y una segunda etapa de extrusión en al menos una segunda extrusora (5), donde tiene lugar un proceso de desgasificación en condiciones de vacío, eliminándose los compuestos volátiles presentes en el material, dando como resultado un material termoplástico reciclado.

Description

DESCRIPCIÓN

PROCESO PARA LA ELIMINACIÓN DE PINTURA DE MATERIALES

TERMOPLÁSTICOS

SECTOR DE LA TÉCNICA

La presente invención se refiere al campo de la industria química, y más en particular a un nuevo proceso para la eliminación de pintura en materiales termoplásticos pintados para su reutilización.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

En el estado de la técnica se han descrito diversos procesos para la eliminación de pinturas en materiales plásticos. Los procesos más recientes se basan en el empleo de agentes químicos, como por ejemplo solventes orgánicos, soluciones acuosas de detergentes, etc. En general, se trata de procesos en discontinuo o batch, fundamentalmente basados en baños en cubetas y sucesivos enjuagues.

Así por ejemplo, la patente US7744701 se refiere a un proceso para la eliminación de pintura de un sustrato plástico con un recubrimiento de pintura que comprende aplicar una mezcla de compuestos químicos y, en particular, una mezcla de un alcohol aromático, un alfahidroxiácido, un surfactante aniónico, 2-mercaptobenzotiazol o una sal del mismo y xileno; sumergir el sustrato en un baño que comprende la mezcla de dichos compuestos y agua y aclarar con agua.

La solicitud US2004/0186033 se refiere a un método para eliminar pintura de plásticos que comprende tratar el plástico con la pintura con una mezcla de un disolvente polar orgánico de alto punto de ebullición y un agente de ajuste del pH.

La solicitud EP3184274 se refiere a un método para reciclar un artículo de plástico con un recubrimiento de pintura que comprende: (a) romper el artículo en partículas; (b) fundir y amasar las partículas y (c) obtener un material plástico reciclado en el que parte de la pintura se ha eliminado. El proceso comprende utilizar un agente químico con capacidad para descomponer la pintura presente en las partículas de plástico.

Este tipo de procesos presentan los siguientes inconvenientes:

• se basan en el empleo de sustancias químicas peligrosas, no biodegradables, que requieren recomendaciones específicas de manejo y disposiciones especiales para su tratamiento, regeneración y/o eliminación, pues resultan perjudiciales para el medio ambiente;

• son procesos que atacan directamente la superficie del sustrato plástico pintado, mermando las propiedades del material y limitando sus posibilidades para ser usado en la misma aplicación por la retención de sustancias químicas. Por tanto, solo pueden ser reutilizados en aplicaciones de bajo valor añadido;

• finalmente, los procesos en discontinuo o batch implican un mayor coste por kilogramo de material tratado, lo que limita su viabilidad económica.

De este modo, existe la necesidad de desarrollar un nuevo proceso para el tratamiento de materiales termoplásticos parcial o totalmente recubiertos con pintura, con la finalidad de reutilizarlos. El nuevo proceso desarrollado da solución a esta necesidad al evitar el uso de agentes químicos, así como al permitir trabajar en continuo.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a un proceso para la eliminación de pintura de al menos un material termoplástico pintado que comprende:

(a) introducir al menos un material termoplástico parcial o totalmente recubierto con pintura en al menos una primera extrusora donde tiene lugar una primera etapa de extrusión en fundido (a una temperatura preferentemente comprendida entre 160 y 280°C) del material termoplástico, a una presión preferentemente comprendida entre 72 y 250 bar. En esta primera etapa de extrusión se lleva a cabo un proceso de inyección de entre un 3% y un 8% en peso de C02 en condiciones supercríticas (sc-C02) en el material que es conducido en estado fundido a través de la primera extrusora;

(b) una segunda etapa de extrusión en al menos una segunda extrusora, donde se lleva a cabo un proceso de desgasificación en condiciones de vacío (a una presión preferentemente comprendida entre 0 y 1 bar), reduciéndose el contenido de componentes volátiles (VOCs) presentes en el material, preferentemente hasta niveles inferiores a 50 ggC/g. El resultado de este segundo proceso de extrusión es un material termoplástico reciclado, que podrá utilizarse como producto final o bien para la fabricación de nuevos productos.

El nuevo proceso se basa, por tanto, en la combinación sinérgica de la inyección de dióxido de carbono en condiciones supercríticas en el flujo de material plástico fundido y la desgasificación a vacío para eliminar al final de proceso los componentes volátiles del material.

En una realización particular de la invención el material termoplástico será un polímero termoplástico preferentemente seleccionado de un grupo que consiste en poliamida (PA), policarbonato (PC), polietileno (PE), polipropileno (PP), poliestireno (PS), policloruro de vinilo (PVC), politereftalato de etileno (PET) y copolímero de acrilonitrilobutadieno-estireno (ABS), y sus diferentes mezclas.

En una realización aún más preferida de la invención, dicho material termoplástico puede consistir en un residuo termoplástico y, de manera particular, puede tratarse de una pieza pintada no cromada de electrodoméstico o automóvil.

El proceso reivindicado ofrece la ventaja de lograr un material reciclado con buenas propiedades mecánicas y menos olor que el de los materiales reciclados obtenidos por procesos convencionales, al presentar un menor contenido de compuestos orgánicos volátiles, generalmente de menos de la mitad del contenido habitual de COVs presentes en este tipo de productos.

En una realización especialmente preferida de la invención, el proceso puede comprender entre la primera etapa de extrusión y la segunda etapa de extrusión una etapa intermedia de filtración en fundido, con el fin de eliminar las partículas de pintura de mayor tamaño. Preferentemente, el tamaño de malla utilizado para la filtración será de entre 10 y 100 pm.

Son muchas las ventajas de este nuevo proceso frente a otros procesos convencionales del estado de la técnica, entre las que cabe mencionar las siguientes:

• en primer lugar, se trata de un proceso en continuo, lo que permite reducir los costes en comparación con los procesos llevados a cabo en discontinuo o batch;

• la inyección de CO2 en condiciones supercríticas tiene el efecto de conseguir solubilizarse en el seno de la matriz plástica fundida, promoviendo la difusión de compuestos volátiles contenidos en el material;

• asimismo, la inyección de gas CO2 en condiciones supercríticas tiene el efecto de actuar como plastificante del material plástico, disminuyendo su viscosidad entre un 29 y un 40% y facilitando la filtración en fundido para eliminar partículas de mayor tamaño (preferentemente, con tamaños superiores a 10 pm);

• el producto final del proceso de extrusión es una granza de un material termoplástico que puede utilizarse como materia prima para la obtención de nuevos productos o bien puede tratarse directamente de un producto final o semielaborado (film, tubo, perfil, etc.). Si el material proviene de un reciclado de origen industrial el objetivo es emplearse, en un cierto porcentaje, en la misma aplicación que ha generado el residuo (economía circular).

De este modo, es asimismo objeto de la invención el uso del material termoplástico reciclado para la fabricación de piezas de plástico que pueden consistir en piezas de automóvil, piezas de electrodomésticos, componentes electrónicos, etc., o bien en piezas con aplicaciones de alto valor añadido. Esta es una gran ventaja del proceso reivindicado frente a los procesos actuales de tratamiento de residuos plásticos pintados, en los que los productos obtenidos se destinan a aplicaciones de bajo valor en el mercado (generalmente, en color negro).

Finalmente, es objeto de la invención la instalación para llevar a cabo el proceso reivindicado. Dicha planta se caracteriza por que comprende al menos un recipiente (o tolva) diseñado para el almacenamiento del material termoplástico pintado conectada con al menos una primera extrusora. De manera preferente, a continuación de la primera extrusora se situará al menos un filtro conectado con una segunda extrusora, donde tiene lugar el segundo proceso de extrusión. Este filtro puede comprender una malla con un tamaño de entre 10 y 100 pm.

La primera extrusora comprende al menos un sistema para la inyección de C02 en condiciones supercríticas, preferentemente localizado en la zona intermedia o de compresión de la primera extrusora.

A su vez, la segunda extrusora comprende un sistema para la evacuación de gases, así como una salida del producto de la extrusión, que puede consistir en un producto final, o bien en el material de partida para la elaboración de nuevos productos.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS

• La Figura 1 muestra un esquema del proceso objeto de la invención, donde:

1. Recipiente de almacenaje del material termoplástico pintado;

2. Primera extrusora;

3. Sistema para la inyección de C02 en condiciones supercríticas;

4. Filtro;

5. Segunda extrusora;

6. Sistema para la evacuación de gases o eliminación de volátiles;

7. Producto plástico del proceso.

REALIZACIÓN PREFERENTE DE LA INVENCIÓN

La Figura 1 muestra un esquema simplificado de una realización preferida del proceso objeto de la invención. El proceso comienza con la introducción en una primera extrusora (2) del material termoplástico pintado contenido en el recipiente de almacenaje del material termoplástico pintado (1).

En una realización preferida de la invención el proceso puede comprender una etapa previa de trituración del material termoplástico pintado que será sometido al proceso. De manera aún más preferente, el material se triturará en molinos trituradores hasta obtener piezas de un tamaño comprendido entre 2 y 10 mm, que serán alimentadas al recipiente de almacenaje de material termoplástico pintado (1), correspondiente a la tolva de alimentación de la primera extrusora (2).

En la primera extrusora (2) tiene lugar la plastificación del material termoplástico. En ella se lleva a cabo la inyección C02 en condiciones supercríticas a través de un sistema para la inyección de C02 en condiciones supercríticas (3), preferentemente localizado en la zona de compresión o intermedia de la primera extrusora (2). El C02 en condiciones supercríticas se mezcla con el material plástico en estado fundido (preferentemente a una temperatura de 160 a 280°C), lo que promueve la solubilización del los compuestos volátiles.

De manera preferente, el producto de la primera extrusora (1) es sometido a un proceso de filtración en el filtro (4), donde se separan las partículas de tamaño preferentemente superior a 10 pm.

A continuación, el material plástico es introducido en al menos una segunda extrusora (5) que, al proporcionar mayor tiempo de residencia, permite solubilizar en mayor medida los compuestos volátiles. En esta segunda extrusora (5) se lleva a cabo la desgasificación y eliminación de los compuestos volátiles y olores mediante su salida a través de al menos un puerto de desgasificación situado preferentemente al final de la segunda extrusora (5).

Al final de la segunda extrusora (5) se obtiene una granza de material termoplástico (8) que puede utilizarse como materia prima para la obtención de la misma pieza de donde procede el residuo, de nuevos productos o de productos semielaborados (films, tubos, perfiles, etc.).

Claims

REIVINDICACIONES

1. Un proceso para la eliminación de pintura de al menos un material termoplástico pintado que comprende:

(a) introducir al menos un material termoplástico parcial o totalmente recubierto con pintura en al menos una primera extrusora (2) donde tiene lugar una primera etapa de extrusión en fundido del material termoplástico, durante la cual se lleva a cabo un proceso de inyección de C02 en condiciones supercríticas en el material termoplástico que es conducido en estado fundido a través de la primera extrusora (2);

(b) una segunda etapa de extrusión en al menos una segunda extrusora (5), donde tiene lugar un proceso de desgasificación en condiciones de vacío, eliminándose los compuestos volátiles presentes en el material, dando como resultado un material termoplástico reciclado.

2. Proceso de acuerdo a la reivindicación 1, donde el material plástico es un material de un polímero termoplástico seleccionado de un grupo que consiste en poliamida (PA), policarbonato (PC), polietileno (PE), polipropileno (PP), poliestireno (PS), policloruro de vinilo (PVC) y politereftalato de etileno (PET) y copolímero de acrilonitrilo-butadieno-estireno (ABS), y sus diferentes mezclas.

3. Proceso de acuerdo a la reivindicación 1 o 2, donde el material termoplástico es un residuo termoplástico.

4. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, donde dicho proceso comprende una etapa intermedia entre la primera etapa de extrusión y la segunda etapa de extrusión de filtración del material termoplástico en estado fundido.

5. Proceso de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde dicho proceso comprende una etapa inicial previa de trituración del material termoplástico pintado.

6. Instalación para llevar a cabo un proceso según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada por que comprende:

• al menos un recipiente diseñado para el almacenamiento del material termoplástico pintado (1) conectado con al menos una primera extrusora (2) que comprende un sistema adecuado para la inyección de C02 en condiciones supercríticas (3),

• una segunda extrusora (5) donde tiene lugar el segundo proceso de extrusión que comprende un sistema para la evacuación de gases (6) y una salida del producto de la extrusión.

7. Instalación de acuerdo a la reivindicación 6, donde dicha instalación comprende adicionalmente al menos un filtro situado entre la primera extrusora (2) y la segunda extrusora (5).

8. Uso de un material termoplástico reciclado obtenido a partir de un proceso según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5 para la fabricación de piezas plásticas de automoción y/o electrodomésticos.