WO2021181227A1 - Proceso y producto compactado obtenido de material polimérico mezclado - Google Patents

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Juan Guillermo Rios Londoño
Neylla Marcela AVILA FLOREZ
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Definitions

  • the present invention relates to an industrial technique for working with plastics and a compacted product obtained; specifically with a process for the manufacture of plates or tiles with polyurethane residues that are obtained from the injection of the material into the mold; where the material usually has Polyol Isocyanate and a catalyst as components.
  • Patent Document No. KR100712898 "RIGID POLYURETHANE PANEL RECYCLING WASTE POLYURETHANE FOAMS" published on January 10, 2003 and owned by Dukyu Co., LTD, provides a hard urethane sandwich panel for construction and its method preparation, to prevent environmental contamination due to residual polyurethane and to reduce the cost of manufacturing a urethane panel by recycling residual hard urethane foam.
  • CONSTITUTION The hard urethane sandwich panel is prepared by mixing a resin premix comprising 85-90% by weight of a polyol blend, 7-20% by weight of polyoxyethylene ether and 5-7% by weight of a fire retardant.
  • phosphorus-based flame 0.5-3.0% by weight of a catalyst, 0.5-2.0% by weight of an organic surfactant and 2-5% by weight of water, with an organic polyisocyanate to prepare a polyurethane resin solution; processing the steel plate for upper and lower plates for a sandwich panel, preheating the urethane product obtained by cutting the waste hard urethane foam into the desired size and shape and inserted into the upper and lower steel plates; by injecting the polyurethane resin solution into the steel plates, foaming, aging and curing; and cut the obtained in the desired shape and size.
  • the polyol blend is prepared by mixing 5-20% by weight of polyester polyol with 300-500 mg of KOH / g and 80-95% by weight of polyether polyol and has the functional group number of 2-6 and a hydroxy number 420 ⁇ 15 mg KOH / g after mixing.
  • the foam material is a resource that can be used to make tiles, but it is not the only one, it has a process It is particular that it allows a different mixture to be used in its own stages to obtain a higher density compaction.
  • the new process only adds one binder and not several, it is mixed and passed to a former that has heat and pressure, and its final stage does not require additional temperatures at room temperature.
  • Patent application No. KR100830148 "POLYURETHANE BLOCK FOAM, POLYURETHANE BOARD USING RECYCLED AND MANUFACTURING POLYURETHANE BLOCK FOAM” published on May 20, 2008 and whose holder is refers to BEN PLUS LTD, provides a block foam made of recycled polyurethane, a polyurethane board that uses the same and a method of manufacturing the same to improve the use of residual polyurethane and to make a high quality economical product using improved recycled polyol to fill a void between waste.
  • One method of manufacturing a polyurethane board comprises the steps of: throwing the residual polyurethane as an unused form into a mold without a treatment process such as spraying; pouring a mixture of resin premix (a first solution) and isocyanate compound (a second solution) in a 1: 1 to 2 weight ratio into the mold, to fill an empty space between the waste; foaming and hardening the mixture, making a block foam whose empty space between the scraps is filled and taken out of the mold; maturing at room temperature; and cutting the polyurethane block foam to the thickness desired by a user using a cutting machine.
  • the resin premix is prepared by mixing an additive with a blend of improved recycled polyol and neat polyol.
  • the improved polyol is made by high pressure vacuum esterification of recycled polyol glycolysis using residual polyurethane foam and glycol, added with more than one of adipic acid, adipic salt, adipic ester, and dioctyl adipate.
  • the process of the antecedent must create a primary resin which arises from the depolymerization process of the post-industry material, in this case the construction foams to which adipic acid, adipic salt is added; this adipic, dioctyl adipate and is oriented towards the producers of polyurethane foam for thermal insulation since it seeks to take advantage of all the waste of the process to make panels that have a process and a product obtained with a different composition.
  • An elastic floor member for civil engineering and construction comprises an elastic floor member (100).
  • the elastic floor member is made of a rubber chip material (110).
  • the rubber chip material includes a plurality of small gaps. The vacuum becomes mature between the materials with gum chips at room temperature.
  • the elastic floor member comprises spices.
  • An elastic flooring material is formed by mixing a binder with a 110 rubber chip material in which one or two or more synthetic rubber recovery chips (EPDM chips), urethane chips and rubber recovery chips are mixed, each colored by a pigment.
  • EPDM chips synthetic rubber recovery chips
  • the elastic flooring material 100 which is made of the rubber chip material 110, it contains 10 to 20% by weight of the binder and 5 to 10% by weight of fragrance 120, and fine between the chip of rubber material (110)
  • Elastic flooring material for civil engineering characterized by hardening at room temperature, so that a large number of voids are provided.
  • the formula to make the elastic tile or sheet of the binder differs from the previous formula since it includes water at 90% of the material is recycled and the mixture is not made by means of a pneumatic or hydraulic mixer, in addition the antecedent does not have compaction stage that is carried out by a machine that applies heat and pressure to accelerate the process.
  • Patent document No. US20040000736 PROCESS FOR THE PRODUCTION OF POLYURETHANE MOLDED PARTS AND THEIR USE” published on January 1, 2004 and whose holder is Bayer AG, refers to a process for the manufacture of polyurethane molded parts, blocks and cylinders made from production waste and / or from so-called post-consumer pieces based on polyurethane by means of the so-called flake composite technique, and to their use.
  • a liquid binder is added and distributed evenly in production waste from the production of rigid polyurethane foam and / or post-consumer based components the foam.
  • the mixture obtained is added to a tool, hardened by the introduction of steam and removed.
  • Rigid polyurethane foam has an open cell foam density of 5-50 kg / m3, a compressive strength of 0.05-0.2 MPa, and an open cell content of more than 50%.
  • a liquid binder containing reactive isocyanate groups is added and is based on a mixture and / or reaction product of aromatic and / or aliphatic polyisocyanates, and polyols, and is evenly distributed in the residues of the production of rigid polyurethane foam and / or post-consumer components based on rigid polyurethane foam.
  • the obtained mixture is added to a tool.
  • Steam optionally under pressure, is introduced into the tool for the production of molded components, blocks or cylinders. The product hardens and is removed from the tool.
  • Rigid polyurethane foam has an open cell foam density of 5-50 kg / m3 as measured by DIN 53 420, a compressive strength of 0.05-0.2 MPa as measured by DIN 53 421, and an open cell content of more than 50% measured by DIN ISO 4590-86.
  • the diameter of the particles varies between 1 mm to 3 mm, the water vapor does not have a range between 105 and 140 degrees centigrade since water is used at room temperature and 5% to 20% of the binder is used , which has a different process and the compaction and density obtained proposes a new composition.
  • This formulation is unique and overcomes the prejudices of obtaining tiles with high density polymer residues that can only be bonded with heat and pressure already known with specific characteristics of each solution without guaranteeing their compaction and flexibility and without the components separating afterwards. compacted. Its production process results in compaction, duration, cohesion, hardness and density not conceived in other processes of the state of the art that propose other similar alternatives to solve the problem. The deduction of this new process is not evident in the light of some antecedent or the combination of two antecedents, since the invention departs from what is known by presenting a process of ordered stages with non-deductible characteristics of the state of the art and with quantities and physical and chemical qualities that are also specific for each of the components required in the formulation of the new tile. DESCRIPTION OF THE INVENTION
  • the first stage comprises the segregation of the industrial waste material in production processes in the footwear sector, the automotive sector or other wastes from industrial injection processes such as waste polymers, polyurethane, foams or plastics.
  • a characterization of the raw material for the manufacture of composition is carried out, which will materialize in tiles or plates, which is comprised of the polyurethane residues that are obtained from the injection or casting of the material into the mold.
  • which usually has as components the Isocyanate, Polyol and a catalyst that helps to achieve different densities.
  • the process requires a cleaning stage.
  • a cleaning of the screw is carried out that mixes the Iso, Polyol, and Pigment materials under pressure, which can be optional.
  • Cleaning is carried out with a solvent, in this case the so-called methylene chloride, whose dissolving power allows the removal of residual injection material.
  • methylene chloride whose dissolving power allows the removal of residual injection material.
  • this stage can also be carried out with another solvent.
  • purge and clean purge there are two elements called purge and clean purge, where the clean purge is one that does not contain traces of any solvent.
  • Said purge and clean purge are configured for the purposes of this invention in the stage where the raw material of industrial waste of polymer, polyurethane, foam or plastic waste is obtained for the manufacture of the tile.
  • the second stage is the collection of the material, duly segregated and transported to a treatment plant with which the invention will be carried out.
  • the third stage comprises the selection of the material in the plant, according to the characteristics that the tile to be developed must have; if a tile with good comfort is desired, the mix should have mostly foam stencil material; otherwise, if hardness is sought, the mixture must have stiffer material with higher density.
  • the main material for this process is polyurethane for footwear in its different commercial presentations such as: hard lady, linear, mono density, insole, and foamed; but within the process the raw material can also be obtained from PVC, EVA, Polyurethane in the car sector (Rigid PU), Polyurethane foams and any element that can be recycled and anchored to the binder with Polymers.
  • the density of the material has ranges of the composition of the material according to the working temperature, parameter of the piece and mixing ratio, among others.
  • EVA Free density of collection material between 0.01 g / cm3 - 1000 g / cm3; Collection material molded density between 0.01 g / cm3 - 1000 g / cm3; Harvesting material hardness between 0.01 Shore A - 10000 Shore A; Flexural strength 0.01 number of flexures - 100000 number of flexures at 25 ° C with 10 mm thickness without initial cut of the harvesting material; Temperature used in the collection molds between 0.01 ° C - 300 ° C; Iso collection material working ratio between 0.01 parts by weight - 1000 parts by weight and Polyol between 0.01 parts by weight - 10000 parts by weight; For PVC: Free density of collection material between 0.01 g / cm3 - 1000 g / cm3; Collection material molded density between 0.01 g / cm3 - 1000 g / cm3; Harvesting material hardness between 0.01 Shore A - 10000 Shore A; Flexural strength 0.01 number of flexures - 100000 number of flexures at 25
  • a pre-cutting stage must be carried out to leave it in pieces of approximately 1 cm to 5 cm, in order to place them in a mill and carry out the grinding until leaving elements of 1 mm to 3mm .
  • This process is carried out with a bridge die cutter with a pressure between 0.01 tons - 100 tons or a metal disc miter and can take between 1 minute to 20 minutes depending on the size of the material.
  • the next stage is the grinding stage, which consists of passing the material through a grinder to achieve a diameter of 1 mm. to 3mm. thick, necessary for next stage. Due to the fact that the material is as particulate as possible, it must be passed through the mill one to two times, this process can last from 1 minute to 20 minutes depending on the complexity of the material and the thickness that the particle is looking for. .
  • the ground material is first mixed with the binder of polyisocyanate resins such as the well-known Perly-Dur 0800 or Perly-Dur 1050 in a proportion between 0% to 30% of the weight of the recycled polymer in a range of time 1 minute to 10 minutes.
  • the binder of polyisocyanate resins such as the well-known Perly-Dur 0800 or Perly-Dur 1050 in a proportion between 0% to 30% of the weight of the recycled polymer in a range of time 1 minute to 10 minutes.
  • the binder is vital to bind recovered polymers at the cellular level. Its presentation is handled in 230 kg drums which is applied as required for the reaction time.
  • the formulation of the recovered polymer is based on the following formula depending on the end product and polymer class:
  • composition of the mixture 89.5% - 90.5% polyurethane residues + 8% - 9% Binder + 0.8 - 1% Water as base formula; and specifically 90% polyurethane residues + 9% Binder + 1% Water as the base formula.
  • the water is applied with a spray bottle and works as an activator of the binder when mixing with the polymer.
  • Mixing is carried out using a blade with a container and a pneumatic mixer, its revolution varies between 500 RPM to 1700 RPM.
  • the shaping stage continues, where the mixture must be introduced into a mold to which continuous heat must be applied between 0.01 ° C and 120 ° C for thirty to sixty minutes and previously a polyurethane release agent must be applied in order to remove the tile with ease.
  • the mixture is added homogeneously so that the material conforms throughout the mold.
  • the time that the material is left goes from thirty minutes to an hour; the temperature ranges from 0.01 ° C to 120 ° C with a variable pressure between 0.01 kg / cm2 and 600 kg / cm2.
  • a flavoring is used; a paint for the final aesthetics of the product between 0.01 g / cm3 to 500 g / cm3, and a pigment, leaving the composition formula of the mixture as follows:
  • Composition of the mixture 74% - 75.87% of Polyurethane Residues, 17% - 18.9% of Binder, 1.7% - 1.89% of Water, 3.01% - 3.03% of Pigment + 0.2% - 0.22% Flavoring; and specifically a blend composition of 75.87% Polyurethane Residues + 18.9% Binder + 1.89% Water + 3.03% Pigment + 0.22% Flavoring.
  • stage of curing the final product at room temperature consists of leaving the final product for 24 hours to finish the process.

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Abstract

La presente invención se refiere a una técnica industrial de trabajo de las materias plásticas y un producto compactado obtenido; específicamente con un proceso para la fabricación de placas o baldosas con residuos de poliuretano que se obtienen a partir de la inyección del material en el molde; donde el material usualmente tiene como componentes el Isocianato Poliol y un catalizador.

Description

Proceso y producto compactado obtenido de material polimérico mezclado
SECTOR TECNOLÓGICO
La presente invención se refiere a una técnica industrial de trabajo de las materias plásticas y un producto compactado obtenido; específicamente con un proceso para la fabricación de placas o baldosas con residuos de poliuretano que se obtienen a partir de la inyección del material en el molde; donde el material usualmente tiene como componentes el Isocianato Poliol y un catalizador.
ESTADO DE LA TÉCNICA
En el estado de la técnica se han divulgado diferentes procesos y productos a partir de poliuretano. A continuación, se presentan algunos documentos que tratan el tema:
El documento de patente No. KR100712898 “PANEL DE POLIURETANO RÍGIDO QUE RECICLA ESPUMAS DE POLIURETANO DE DESECHO” publicada el 10 de enero de 2003 y cuyo titular es Dukyu Co., LTD, proporciona un panel sándwich de uretano duro para la construcción y su método de preparación, para prevenir la contaminación ambiental debido al poliuretano residual y para reducir el costo de fabricación de un panel de uretano al reciclar la espuma de uretano duro residual. CONSTITUCIÓN: El panel sándwich de uretano duro se prepara mezclando una premezcla de resina que comprende 85-90% en peso de una mezcla de poliol, 7-20% en peso de éter de polioxietileno de 5-7% en peso de un retardante de llama a base de fósforo, 0.5-3.0 % en peso de un catalizador, 0.5-2.0% en peso de un tensioactivo orgánico y 2-5% en peso de agua, con un poliisocianato orgánico para preparar una solución de resina de poliuretano; procesar la placa de acero para placas superiores e inferiores para un panel sándwich, precalentar el producto de uretano que se obtiene cortando la espuma de uretano dura de desecho en el tamaño y forma deseados y se inserta en las placas de acero superior e inferior; inyectando la solución de resina de poliuretano en las placas de acero, haciendo espuma, envejeciendo y curando; y cortar el obtenido en la forma y tamaño deseados. La mezcla de poliol se prepara mezclando 5-20% en peso de poliéster poliol con 300-500 mg de KOH / gy 80-95% en peso de poliéter poliol y tiene el número de grupo funcional de 2-6 y un número de hidroxi de 420 ± 15 mg de KOH / g después de mezclar. En la nueva invención, el material de espuma es un recurso que se puede usar para elaboración de las baldosas, pero no es el único, tiene un proceso es particular que permite utilizar una mezcla diferente en sus propias etapas para obtener una compactación de mayor densidad. Además, el nuevo proceso sólo agrega un aglomerante y no varios, se mezcla y se pasa a una conformadora que tiene calor y presión, y su etapa final no requiere temperaturas adicionales a la temperatura ambiente.
La solicitud de patente No. KR100830148 “ESPUMA DE BLOQUE DE POLIURETANO, TABLERO DE POLIURETANO UTILIZANDO ESPUMA DE BLOQUE DE POLIURETANO RECICLADO Y FABRICANDO “publicada el 20 de mayo de 2008 y cuyo titular es se refiere a BEN PLUS LTD, proporciona una espuma de bloque de poliuretano reciclado, un tablero de poliuretano que usa el mismo y un método de fabricación del mismo para mejorar el uso de poliuretano residual y para fabricar un producto económico de alta calidad utilizando poliol reciclado mejorado para llenar un espacio vacío entre los desechos. Un método de fabricación de un tablero de poliuretano comprende los pasos de: tirar el poliuretano residual como una forma en desuso en un molde sin un proceso de tratamiento como la pulverización; verter una mezcla de premezcla de resina (una primera solución) y compuesto de isocianato (una segunda solución) en una proporción en peso de 1 :1 a 2 en el molde, para llenar un espacio vacío entre los desechos; formando espuma y endureciendo la mezcla, fabricando una espuma de bloque cuyo espacio vacío entre los desechos se llena y sacando del molde; madurando a temperatura ambiente; y cortar la espuma de bloque de poliuretano al grosor deseado por un usuario que usa una máquina de corte. La premezcla de resina se prepara mezclando un aditivo con una mezcla de poliol reciclado mejorado y poliol puro. El poliol mejorado se elabora esterificando al vacío a alta presión la glucólisis de poliol reciclada utilizando espuma de poliuretano residual y glicol, añadidos con más de uno entre ácido adípico, sal adípica, éster adípico y adipato de dioctilo. El proceso del antecedente se debe crear una resina primaria la cual surge del proceso de despolimerización del material post industria, en este caso las espumas de construcción a las que se les agrega acido adípico, sal adípica; este adípico, adipato de dioctilo y está orientado hacia los productores de poliuretano de espuma para aislamiento térmico ya que busca aprovechar todos los desperdicios del proceso para realizar paneles que tiene un proceso y un producto obtenido con una composición diferente. También se encuentra la solicitud de patente No. KR20110029415 “EL MATERIAL DEL PISO DE ELASTICIDAD Y SU MÉTODO DE FABRICACIÓN PARA INGENIERÍA CIVIL Y CONSTRUCCIÓN”, publicada el 23 de marzo de 2011 , cuyo titular es Kang Eun Sook. Es un invento que proporciona un miembro de piso elástico para ingeniería civil y construcción y un método de fabricación del mismo para permitir que un edificio se use para pasar simultáneamente con la construcción ya que el ancho, la longitud y el grosor se deforman libremente. CONSTITUCIÓN: Un miembro de piso elástico para ingeniería civil y construcción comprende un miembro de piso elástico (100). El miembro de piso elástico está hecho de un material de viruta de goma (110). El material de chip de goma incluye una pluralidad de pequeños huecos. El vacío se vuelve maduro entre los materiales con chips de goma a temperatura ambiente. El miembro de piso elástico comprende especias. Se forma un material de piso elástico mezclando un aglutinante con un material de viruta de goma 110 en el que se mezclan uno o dos o más chips de recuperación de caucho sintético (chips de EPDM), chips de uretano y chips de recuperación de goma, cada uno coloreado por un pigmento. En la relación de peso total del material de piso elástico 100, que está hecho del material de viruta de goma 110, contiene 10 a 20% en peso del aglutinante y 5 a 10% en peso de fragancia 120, y fino entre la viruta de goma material (110) Material de pavimento elástico para ingeniería civil, que se caracteriza por su endurecimiento a temperatura ambiente, de modo que se proporcionan una gran cantidad de huecos. En la nueva invención la fórmula para realizar la baldosa o lamina elástica del aglomerante difiere de la fórmula del antecedente ya que incluye agua al 90% del material es reciclado y la mezcla no se hace mediante un mezclador neumático o hidráulico, además el antecedente no tiene etapa de compactación que se realice mediante una máquina que aplique calor y presión para acelerar el proceso.
El documento de patente No. US20040000736 “PROCESO PARA LA PRODUCCIÓN DE PIEZAS MOLDEADAS DE POLIURETANO Y SU USO” publicada el 01 de enero de 2004 y cuyo titular es Bayer AG, se refiere a un proceso para la fabricación de piezas moldeadas de poliuretano, bloques y cilindros a partir de residuos de producción y / o de las llamadas piezas postconsumo basadas en poliuretano mediante la denominada técnica de material compuesto en escamas, y a su uso. Se agrega un aglutinante líquido y se distribuye uniformemente en los residuos de producción a partir de la producción de espuma rígida de poliuretano y / o componentes posteriores al consumo basados en la espuma. La mezcla obtenida se agrega a una herramienta, se endurece mediante la introducción de vapor y se retira. La espuma rígida de poliuretano tiene una densidad de espuma de celda abierta de 5-50 kg / m3, una resistencia a la compresión de 0.05-0.2 MPa y un contenido de celda abierta de más del 50%. Se agrega un aglutinante líquido que contiene grupos reactivos de isocianato y se basa en una mezcla y / o producto de reacción de poliisocianatos aromáticos y / o alifáticos, y polioles, y se distribuye uniformemente en los residuos de la producción de espuma rígida de poliuretano y / o componentes post-consumo basados en espuma rígida de poliuretano. La mezcla obtenida se agrega a una herramienta. El vapor, opcionalmente bajo presión, se introduce en la herramienta para la producción de componentes moldeados, bloques o cilindros. El producto se endurece y se retira de la herramienta. La espuma rígida de poliuretano tiene una densidad de espuma de celda abierta de 5-50 kg / m3 medida por DIN 53 420, una resistencia a la compresión de 0.05-0.2 MPa medida por DIN 53 421 y un contenido de celda abierta de más de 50 % medido por DIN ISO 4590-86. En la nueva invención el diámetro de las partículas varía entre 1 mm a 3 mm, el vapor de agua no tiene un rango entre 105 y 140 grados centígrados ya que se utiliza agua a temperatura ambiente y se usa del 5 % al 20% del aglomerante, que tiene un proceso diferente y la compactación y densidad obtenida propone una nueva composición.
Esta formulación es única y supera los prejuicios de obtención de baldosas con residuos de polímeros de altas densidades que sólo se pueden cohesionar con calor y presión ya conocidos con características específicas de cada solución sin garantizar su compactación y flexibilidad y sin que los componentes se separen después de compactados. Su proceso de obtención da como resultado una compactación, duración, cohesión, dureza y densidad no concebido en otros procesos del estado de la técnica que proponen otras alternativas similares para solucionar el problema. No se hace evidente la deducción de este nuevo proceso a la luz de algún antecedente o la combinación de dos antecedentes, ya que la invención se aparta de lo conocido presentando un proceso de etapas ordenadas con características propias no deducibles del estado de la técnica y con cantidades y cualidades físicas y químicas también específicas de cada uno de los componentes requeridos en la formulación de la nueva baldosa. DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
En este documento se desea plasmar el proceso de la elaboración de la baldosa con residuos de poliuretano a partir del proceso descrito por las siguientes etapas:
La primera etapa comprende la segregación del material de residuo industrial en procesos productivos del sector del calzado, sector automotriz u otros desperdicios de procesos industriales de inyección tales como desperdicios de polímeros, poliuretano, espumas o plásticos.
En esta etapa se realiza una caracterización de la materia prima para la fabricación de composición, que se materializará en baldosas o placas, la cual es comprendida por los residuos del poliuretano que se obtienen a partir de la inyección o vaciado del material en el molde el cual usualmente tiene como componentes el Isocianato, Poliol y un catalizador que ayuda a conseguir diferentes densidades.
Para la obtención del residuo industrial, que es la materia prima, el proceso requiere de una etapa de limpieza. Cuando se inicia el ciclo en la etapa de inyección o vaciado, se realiza una limpieza del tornillo que mezcla a presión los materiales Iso, Poliol, y Pigmento que puede ser optativo. La limpieza se realiza con un solvente, en este caso el denominado cloruro de metileno, que su poder de disolución permite retirar el material residual de inyección. En todo caso, el uso del cloruro de metileno no condiciona la elaboración de la baldosa; además que esta etapa puede ser ejecutada también con otro solvente.
En el proceso, existen dos elementos denominados purga y purga limpia, donde la purga limpia es aquella que no contiene rastros de ningún solvente. Dicha purga y purga limpia se configuran para efectos de esta invención en la etapa donde se obtiene la materia prima de residuos industriales de desperdicios de polímeros, poliuretano, espumas o plásticos para la fabricación de la baldosa.
La segunda etapa es la recolección del material, debidamente segregado y transporte a una planta de tratamiento con el cual se ejecutará la invención. La tercera etapa comprende la selección del material en la planta, acorde a las características que debe llevar la baldosa a desarrollar; si se desea una baldosa con buen confort, la mezcla debe llevar en su mayoría material de espuma de plantilla; de lo contrario si se busca dureza la mezcla debe llevar material más rígido con mayor densidad. El principal material para este proceso es el poliuretano para calzado en sus diferentes presentaciones comerciales tales como: duro dama, lineal, mono densidad, plantilla, y espumado; pero dentro del proceso la materia prima también se puede obtener de PVC, EVA, Poliuretano en el sector de carros (PU Rígido), Espumas de poliuretano y cualquier elemento que se pueda reciclar y anclar al aglomerante con Polímeros.
Debido a que se realiza una recolección de residuos industriales y en muchos casos de producción que no cumple con los criterios de calidad del fabricante, la densidad del material tiene rangos de la composición del material conforme a la temperatura de trabajo, parámetro de la pieza y proporción de mezcla, entre otros.
Los parámetros típicos en una planta de producción y los parámetros del material de desperdicio industrial del sector calzado como insumo a utilizar para la elaboración de la baldosa son:
Para poliuretano plantilla: Densidad libre típica entre 0.14 g/cm3 - 0.20 g/cm3; Densidad moldeada Típica entre 0.28 g/cm3 - 0.35 g/cm3; Dureza Típica entre 10 Shore A - 30 Shore A; Resistencia a la flexión entre 10 número de flexiones - 30 número de flexiones a 25 °C con 10 mm de espesor sin corte inicial; Temperatura de moldes Típica entre 45 °C - 55°C; Relación de trabajo de Iso entre 55 partes en peso - 66 partes en peso y Poliol 100 partes en peso; Densidad libre de material de recolección entre 0,01 g/cm3 - 1000 g/cm3; Densidad moldeada de material de recolección entre 0.01 g/cm3 - 1000 g/cm3; Dureza de material de recolección entre 0.01 Shore A - 10000 Shore A; Resistencia a la flexión 0.01 número de flexiones - 1000 número de flexiones a 25 °C con 10 mm de espesor sin corte inicial del material de recolección; Temperatura usada en los moldes de recolección entre 0.01 °C - 300 °C; Relación de trabajo material de recolección de Iso entre 0.01 partes en peso - 1000 partes en peso y Poliol entre 0.01 partes en peso - 10000 partes en peso. Para Poliuretano Lineal: Densidad libre típica entre 0.30 g/cm3 - 0.35 g/cm3; Densidad moldeada Típica entre 0.50 g/cm3 - 0.60 g/cm3; Dureza Típica entre 50 Shore A - 60 Shore A; Resistencia a la flexión de 30000 número de flexiones a 25 °C con 10 mm de espesor sin corte inicial; Temperatura de moldes Típica entre 45 °C - 55°C; Relación de trabajo de Iso 100 partes en peso y Poliol entre 87 partes en peso - 89 partes en peso; Densidad libre de material de recolección entre 0,01 g/cm3 - 1000 g/cm3; Densidad moldeada de material de recolección entre 0.01 g/cm3 - 1000 g/cm3; Dureza de material de recolección entre 0.01 Shore A - 10000 Shore A; Resistencia a la flexión 0.01 número de flexiones - 100000 número de flexiones a 25 °C con 10 mm de espesor sin corte inicial del material de recolección; Temperatura usada en los moldes de recolección entre 0.01 °C - 300 °C; Relación de trabajo material de recolección de Iso entre 0.01 partes en peso - 1000 partes en peso y Poliol entre 0.01 partes en peso - 10000 partes en peso; Para Poliuretano Duro: Densidad libre típica entre 0.20 g/cm3 - 0.25 g/cm3; Densidad moldeada Típica entre 0.32 g/cm3 - 0.45 g/cm3; Dureza Típica entre 65 Shore A -90 Shore A; Resistencia a la flexión de 30000 número de flexiones a 25 °C con 10 mm de espesor sin corte inicial; Temperatura de moldes Típica entre 45 °C - 55°C; Relación de trabajo de Iso 100 partes en peso y Poliol entre 117 partes en peso - 120 partes en peso; Densidad libre de material de recolección entre 0,01 g/cm3 - 1000 g/cm3; Densidad moldeada de material de recolección entre 0.01 g/cm3 - 1000 g/cm3; Dureza de material de recolección entre 0.01 Shore A - 10000 Shore A; Resistencia a la flexión 0.01 número de flexiones - 100000 número de flexiones a 25 °C con 10 mm de espesor sin corte inicial del material de recolección; Temperatura usada en los moldes de recolección entre 0.01 °C - 300 °C; Relación de trabajo material de recolección de Iso entre 0.01 partes en peso - 1000 partes en peso y Poliol entre 0.01 partes en peso - 10000 partes en peso;
Para Poliuretano Bidensidad capa compacta: Densidad libre típica entre 0.65 g/cm3 - 0.85 g/cm3; Densidad moldeada Típica entre 0.90 g/cm3 - 1.10 g/cm3; Dureza Típica entre 60 Shore A -75 Shore A; Resistencia a la flexión de 30000 número de flexiones a 25 °C con 10 mm de espesor sin corte inicial; Temperatura de moldes Típica entre 45 °C - 55°C; Relación de trabajo de Iso 100 partes en peso y Poliol entre 66 partes en peso - 69 partes en peso; Densidad libre de material de recolección entre 0,01 g/cm3 - 1000 g/cm3; Densidad moldeada de material de recolección entre 0.01 g/cm3 - 1000 g/cm3; Dureza de material de recolección entre 0.01 Shore A - 10000 Shore A; Resistencia a la flexión 0.01 número de flexiones - 100000 número de flexiones a 25 °C con 10 mm de espesor sin corte inicial del material de recolección; Temperatura usada en los moldes de recolección entre 0.01 °C - 300 °C; Relación de trabajo material de recolección de Iso entre 0.01 partes en peso - 1000 partes en peso y Poliol entre 0.01 partes en peso - 10000 partes en peso;
Para Poliuretano Bidensidad capa entre suela: Densidad libre típica entre 0.22 g/cm3 - 0.28 g/cm3; Densidad moldeada Típica entre 0.38 g/cm3 - 0.50 g/cm3; Dureza Típica entre 38 Shore A - 48 Shore A; Resistencia a la flexión de 30000 número de flexiones a 25 °C con 10 mm de espesor sin corte inicial; Temperatura de moldes Típica entre 45 °C - 55°C; Relación de trabajo de Iso 100 partes en peso y Poliol entre 76 partes en peso - 78 partes en peso; Densidad libre de material de recolección entre 0,01 g/cm3 - 1000 g/cm3; Densidad moldeada de material de recolección entre 0.01 g/cm3 - 1000 g/cm3; Dureza de material de recolección entre 0.01 Shore A - 10000 Shore A; Resistencia a la flexión 0.01 número de flexiones - 100000 número de flexiones a 25 °C con 10 mm de espesor sin corte inicial del material de recolección; Temperatura usada en los moldes de recolección entre 0.01 °C - 300 °C; Relación de trabajo material de recolección de Iso entre 0.01 partes en peso - 1000 partes en peso y Poliol entre 0.01 partes en peso - 10000 partes en peso;
Para Poliuretano monodensidad: Densidad libre típica entre 0.22 g/cm3 - 0.28 g/cm3; Densidad moldeada Típica entre 0.38 g/cm3 - 0.50 g/cm3; Dureza Típica entre 38 Shore A - 48 Shore A; Resistencia a la flexión de 30000 número de flexiones a 25 °C con 10 mm de espesor sin corte inicial; Temperatura de moldes Típica entre 45 °C - 55°C; Densidad libre de material de recolección entre 0,01 g/cm3 - 1000 g/cm3; Densidad moldeada de material de recolección entre 0.01 g/cm3 - 1000 g/cm3; Dureza de material de recolección entre 0.01 Shore A - 10000 Shore A; Resistencia a la flexión 0.01 número de flexiones - 100000 número de flexiones a 25 °C con 10 mm de espesor sin corte inicial del material de recolección; Temperatura usada en los moldes de recolección entre 0.01 °C - 300 °C; Relación de trabajo material de recolección de Iso entre 0.01 partes en peso - 1000 partes en peso y Poliol entre 0.01 partes en peso - 10000 partes en peso; Para Poliuretano en general: Densidad libre de material de recolección entre 0,01 g/cm3 - 1000 g/cm3; Densidad moldeada de material de recolección entre 0.01 g/cm3 - 1000 g/cm3; Dureza de material de recolección entre 0.01 Shore A - 10000 Shore A; Resistencia a la flexión 0.01 número de flexiones - 100000 número de flexiones a 25 °C con 10 mm de espesor sin corte inicial del material de recolección; Temperatura usada en los moldes de recolección entre 0.01 °C - 300 °C; Relación de trabajo material de recolección de Iso entre 0.01 partes en peso - 1000 partes en peso y Poliol entre 0.01 partes en peso - 10000 partes en peso;
Para EVA: Densidad libre de material de recolección entre 0,01 g/cm3 - 1000 g/cm3; Densidad moldeada de material de recolección entre 0.01 g/cm3 - 1000 g/cm3; Dureza de material de recolección entre 0.01 Shore A - 10000 Shore A; Resistencia a la flexión 0.01 número de flexiones - 100000 número de flexiones a 25 °C con 10 mm de espesor sin corte inicial del material de recolección; Temperatura usada en los moldes de recolección entre 0.01 °C - 300 °C; Relación de trabajo material de recolección de Iso entre 0.01 partes en peso - 1000 partes en peso y Poliol entre 0.01 partes en peso - 10000 partes en peso; Para PVC: Densidad libre de material de recolección entre 0,01 g/cm3 - 1000 g/cm3; Densidad moldeada de material de recolección entre 0.01 g/cm3 - 1000 g/cm3; Dureza de material de recolección entre 0.01 Shore A - 10000 Shore A; Resistencia a la flexión 0.01 número de flexiones - 100000 número de flexiones a 25 °C con 10 mm de espesor sin corte inicial del material de recolección; Temperatura usada en los moldes de recolección entre 0.01 °C - 300 °C; Relación de trabajo material de recolección de Iso entre 0.01 partes en peso - 1000 partes en peso y Poliol entre 0.01 partes en peso - 10000 partes en peso; para otros polímeros: Densidad libre de material de recolección entre 0.01 g/cm3 - 1000 g/cm3; Densidad moldeada de material de recolección entre 0.01 g/cm3 - 1000 g/cm3; Dureza de material de recolección entre 0.01 Shore A - 10000 Shore A; Resistencia a la flexión 0.01 número de flexiones - 100000 número de flexiones a 25 °C con 10 mm de espesor sin corte inicial del material de recolección; Temperatura usada en los moldes de recolección entre 0.01 °C - 300 °C; Relación de trabajo material de recolección de Iso entre 0.01 partes en peso - 1000 partes en peso y Poliol entre 0.01 partes en peso - 10000 partes en peso; para poliuretano espumado: Densidad libre de material de recolección entre 0,01 g/cm3 - 1000 g/cm3; Densidad moldeada de material de recolección entre 0.01 g/cm3 - 1000 g/cm3; Dureza de material de recolección entre 0.01 Shore A - 10000 Shore A; para Poliuretano Rígido: Densidad libre de material de recolección entre 0,01 g/cm3 - 1000 g/cm3; Densidad moldeada de material de recolección entre 0.01 g/cm3 - 1000 g/cm3; Dureza de material de recolección entre 0.01 Shore A - 10000 Shore A; o material polimérico obtenido de una mezcla de Isocianato 0 - 1000 partes Poliol 0 - 10.000 partes.
En la etapa de limpieza, se deben tener en cuenta las denominadas purga y purga limpia, los elementos de purga usualmente llevan otros agentes, por lo tanto, se realiza una revisión del material en donde se mira si el material se encuentra mezclado con otros elementos residuales; de ser así se procede a hacer cortes para retirar el material que no se va a usar.
Después de esto, se limpia con agua entre 0.01 g/cm3 y 100 g/cm3 y estopa 0.01 g/cm2 y 20 g/cm2 según lo requiera, y se procede a verificar si el material contiene solvente, si es así, se deja al sol para que se evapore por un tiempo de 24 horas y una temperatura entre 0.01 °C a 40°C o se hace uso de un horno con salida de aire para acelerar el proceso por un tiempo de 4 horas a 80 grados centígrados.
Debido a que los polímeros recuperados vienen en distintos tamaños se debe realizar una etapa de pre-corte para dejarlo en pedazos de aproximadamente 1 cm a 5cm, con el fin de colocarlos en un molino y realizar la molida hasta dejar elementos de 1 mm a 3mm. Este proceso se realiza con una troqueladora de puente con una presión entre 0.01 toneladas - 100 toneladas o una ingletadora de disco metálico y puede tardar entre 1 minuto a 20 minutos dependiendo del tamaño en que viene el material.
La siguiente etapa, es la etapa de molienda, la cual consiste en pasar el material por una moledora para lograr un diámetro de 1 mm. a 3mm. de espesor, necesario para la siguiente etapa. Debido que se busca que el material quede lo más particulado posible, se debe pasar por el molino de una a dos veces, este proceso puede durar de 1 minuto a 20 minutos dependiendo de la complejidad del material y el grosor que se busca en la partícula.
En la etapa de mezclado, se mezcla primero el material molido con el aglomerante de resinas de polisocianatos como los conocidos Perly-Dur 0800 o Perly-Dur 1050 en proporción entre el 0% al 30 % del peso del polímero reciclado en un rango de tiempo de 1 minuto a 10 minutos. Una vez que se vea homogénea la mezcla se procede a agregar el agua entre 1 g/cm3 - 200 g/cm3 a temperatura ambiente entre 15°C a 45°C mientras se continúa revolviendo, con el fin de que el agua llegue a toda la mezcla, este proceso tarda de 1 minuto a 10 minutos.
El aglomerante es vital para unir los polímeros recuperados a nivel celular. Su presentación se maneja en tambores de 230 kilos que se aplica según se requiera para el tiempo de reacción.
La formulación del polímero recuperado se basa en la siguiente fórmula dependiendo de producto final y clase de polímero:
Composición de la mezcla = 89.5% - 90.5% residuos de poliuretano + 8% - 9% Aglomerante + 0.8 - 1 % Agua como fórmula base; y específicamente 90% residuos de poliuretano + 9% Aglomerante + 1% Agua como fórmula base.
El agua es aplicada con un atomizador y funciona como activador del aglomerante cuando se realiza la mezcla con el polímero.
Se procede a realizar la mezcla haciendo uso de un aspa con un recipiente y un mezclador neumático, la revolución del mismo varía entre 500 RPM a 1700 RPM.
Continua la etapa de conformación, en donde la mezcla se debe introducir en un molde al cual se le debe aplicar calor continuo entre 0.01 °C y 120°C durante treinta a sesenta minutos y previamente se le debe aplicar un desmoldante para poliuretano con el fin de retirar la baldosa con facilidad. La mezcla se agrega de manera homogénea con el fin de que el material se conforme en todo el molde. El tiempo que se deja el material va desde los treinta minutos a una hora; la temperatura va desde los 0.01 °C a los 120°C con una presión variable entre los 0.01 kg/cm2 y 600 kg/cm2.
Como elementos adicionales, se utilizan un aromatizante; una pintura para la estética final del producto entre 0.01 g/cm3 a 500 g/cm3, y un pigmento, quedando la fórmula de composición de la mezcla de la siguiente manera:
Composición de la mezcla= 74% - 75.87% de Residuos de poliuretano, 17% - 18.9% de Aglomerante, 1.7% - 1.89% de Agua, 3.01% - 3.03% de Pigmento + 0.2% - 0.22% Aromatizante.; y específicamente una composición de mezcla de 75,87% Residuos de poliuretano + 18,9% Aglomerante + 1 ,89% Agua + 3,03% Pigmento + 0,22 % Aromatizante.
Finalmente, la etapa de cura a temperatura ambiente del producto final consiste en dejar el producto final por 24 horas para que termine el proceso.

Claims

REIVINDICACIONES
1. Un proceso para la obtención de un producto compactado obtenido de material polimérico mezclado caracterizado por las siguientes etapas:
(a) Segregar el material de residuos industriales de desperdicios de polímeros, poliuretano, espumas o plásticos que previamente fueron limpiados cloruro de metileno u otro solvente.
(b) Recolectar y transportar el material de desperdicio a una planta de tratamiento (c) Seleccionar poliuretano duro: Densidad libre del material de recolección entre 0.01 g/cm3 - 1000 g/cm3; Densidad moldeada de material de recolección entre 0.01 g/cm3 - 1000 g/cm3 ; Dureza del material entre 0.01 Shore A -10000 Shore A; poliuretano lineal: Densidad libre del material de recolección entre 0.01 g/cm3 - 1000 g/cm3; Densidad moldeada de material de recolección entre 0.01 g/cm3 - 1000 g/cm3 ; Dureza del material entre 0.01 Shore A - 10000 Shore A; poliuretano mono densidad: Densidad libre del material de recolección entre 0.01 g/cm3 - 1000 g/cm3; Densidad moldeada de material de recolección entre 0.01 g/cm3 - 1000 g/cm3 ; Dureza del material entre 0.01 Shore A - 10000 Shore A, poliuretano plantilla: Densidad libre del material de recolección entre 0.01 g/cm3 - 1000 g/cm3; Densidad moldeada de material de recolección entre 0.01 g/cm3 - 1000 g/cm3 ;
Dureza del material entre 0.01 Shore A - 10000 Shore A, poliuretano espumado: Densidad libre del material de recolección entre 0.01 g/cm3 - 1000 g/cm3; Densidad moldeada de material de recolección entre 0.01 g/cm3 - 1000 g/cm3; Dureza del material de recolección entre 0.01 Shore A - 10000 Shore A, PVC Densidad libre del material de recolección entre 0.01 g/cm3 - 1000 g/cm3;
Densidad moldeada de material de recolección entre 0.01 g/cm3 - 1000 g/cm3 ; Dureza del material entre 0.01 Shore A-10000 Shore A; EVA: Densidad libre del material de recolección entre 0.01 g/cm3 - 1000 g/cm3; Densidad moldeada de material de recolección entre 0.01 g/cm3 - 1000 g/cm3 ; Dureza del material entre 0.01 Shore A-10000 Shore A; Poliuretano Rígido: Densidad libre de material de recolección entre 0.01 g/cm3 - 1000 g/cm3; Densidad moldeada de material de recolección entre 0.01 g/cm3 - 1000 g/cm3 ; Dureza del material de recolección entre 0.01 Shore A -10000 Shore A; o material polimérico obtenido de una mezcla de Isocianato 0.01 - 1000 partes Poliol 0 - 10.000 partes, y catalizador entre 0.01% a 100% que se ancla a un aglomerante de resinas de polisocianatos entre 0.01% a 18.9 % del Polímero reciclado.
(d) limpiar con agua entre 0.01 g/cm3 a 100 g/cm3 y estopa 0 g/cm2 a 20 g/cm2.
(e) eliminar solvente a temperatura ambiente entre 0.01 °C a 40°C durante 24 horas o en un horno con salida de aire para acelerar el proceso durante 4 horas a 80 °C.
(f) cortar el material polimérico con la troqueladora o ingletadora en pedazos de 1 cm a 5 cm;
(g) moler el material en partículas de 1 min a 20 min en partículas de 1 mm a 3mm con un molino de aspa;
(h) mezclar uniformemente el material polimérico particulado con el aglomerante de resinas de polisocianatos entre 0.01% a 18.9 % del Polímero reciclado en un rango de tiempo de 1 minuto a 10 minutos.
(i) agregar agua entre 1 g/cm3- 200 g/cm3 con un atomizador que funciona como activador del aglomerante cuando se realiza la mezcla con el polímero, con agua a temperatura ambiente entre 15°C a 45°C mientras se continúa revolviendo, con el fin de que el agua llegue a toda la mezcla, durante 1 minuto a 10 minutos.
(j) introducir la mezcla homogénea en un molde a una temperatura entre 0.01 °C a 120 °C con desmoldante para poliuretano con el fin de retirar el producto a compactar con facilidad.
(k) Compactar la mezcla homogénea en un periodo de 30 min a 60 min a una temperatura entre 0.01 °C a 120 °C con una presión variable entre los 0.01 kg/cm2 y 600 kg/cm2 para obtener un producto curado que tiene una composición homogénea base de 89.5% - 90.5% residuos de poliuretano, 8% - 9% Aglomerante, 0.8 - 1 % Agua como fórmula base durante 24 horas a temperatura ambiente;
(L) Adicionar aromatizante entre 0.01 a 10% del peso de la mezcla homogénea;
(m) Aplicar pintura de acabado entre 0.01 g/cm3 a 500 g/cm3 y un pigmento entre 1 a 6 % de la mezcla homogénea.
(n) curar el producto obtenido con adición mezclada de pigmentos y aromatizantes en una proporción para la mezcla homogénea de 74% - 75.87% de Residuos de poliuretano, 17% - 18.9% de Aglomerante, 1.7% - 1.89% de Agua, 3.01% - 3.03% de Pigmento + 0.2% - 0.22% Aromatizante.
2. El proceso para la obtención de un producto compactado obtenido de material polimérico mezclado de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizado porque la etapa de mezcla comprende adicionar agua a temperatura ambiente con atomizador.
3. El proceso para la obtención de un producto compactado obtenido de material polimérico mezclado de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizado porque la etapa de mezcla hace uso haciendo uso de un aspa con un recipiente y un mezclador neumático donde la revolución del mismo varía entre 500 RPM a 1700 RPM.
4. El proceso para la obtención de un producto compactado obtenido de material polimérico mezclado de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizado porque el aglomerante está presente en una cantidad de 9%, basado en 100% en peso de la mezcla homogénea compactada.
5. El proceso para la fabricación de baldosas con residuos de poliuretano de la reivindicación 1 caracterizado porque en la etapa de compactación, la mezcla homogénea tiene una duración de periodo de 30 min a 60 min a una temperatura entre 0.01 °C a 120°C.
6. Producto compactado obtenido de material polimérico mezclado caracterizado por una proporción para la mezcla homogénea de 90% residuos de poliuretano, 9% Aglomerante, 1% Agua como fórmula base; donde las características de los componentes de residuo de material reciclado de poliuretano son tomados de poliuretano duro: Densidad libre del material de recolección entre 0.01 g/cm3 - 1000 g/cm3; Densidad moldeada de material de recolección entre 0.01 g/cm3 - 1000 g/cm3 ; Dureza del material entre 0.01 Shore A -10000 Shore A; poliuretano lineal: Densidad libre del material de recolección entre 0.01 g/cm3 - 1000 g/cm3; Densidad moldeada de material de recolección entre 0.01 g/cm3 - 1000 g/cm3 ; Dureza del material entre 0.01 Shore A - 10000 Shore A; poliuretano mono densidad: Densidad libre del material de recolección entre 0.01 g/cm3 - 1000 g/cm3; Densidad moldeada de material de recolección entre 0.01 g/cm3 - 1000 g/cm3 ; Dureza del material entre 0.01 Shore A - 10000 Shore A, poliuretano plantilla: Densidad libre del material de recolección entre 0.01 g/cm3 - 1000 g/cm3; Densidad moldeada de material de recolección entre 0.01 g/cm3 - 1000 g/cm3 ; Dureza del material entre 0.01 Shore A - 10000 Shore A, poliuretano espumado: Densidad libre del material de recolección entre 0.01 g/cm3 - 1000 g/cm3; Densidad moldeada de material de recolección entre 0.01 g/cm3 - 1000 g/cm3; Dureza del material de recolección entre 0.01 Shore A - 10000 Shore A, PVC Densidad libre del material de recolección entre 0.01 g/cm3 - 1000 g/cm3; Densidad moldeada de material de recolección entre 0.01 g/cm3 - 1000 g/cm3 ; Dureza del material entre 0.01 Shore A-10000 Shore A; EVA: Densidad libre del material de recolección entre 0.01 g/cm3 - 1000 g/cm3; Densidad moldeada de material de recolección entre 0.01 g/cm3 - 1000 g/cm3 ; Dureza del material entre 0.01 Shore A- 10000 Shore A; Poliuretano Rígido: Densidad libre de material de recolección entre 0.01 g/cm3 - 1000 g/cm3; Densidad moldeada de material de recolección entre 0.01 g/cm3
- 1000 g/cm3 ; Dureza del material de recolección entre 0.01 Shore A -10000 Shore A; o material polimérico obtenido de una mezcla de Isocianato 0.01 - 1000 partes Poliol 0
- 10.000 partes, y catalizador entre 0.01% a 100% que se ancla a un aglomerante de resinas de polisocianatos entre 0.01% a 18.9 % del Polímero reciclado.
7. Producto compactado de acuerdo con la reivindicación 6 obtenido de material polimérico mezclado caracterizado porque tiene una adición de pigmento y aromatizante con una proporción para la mezcla homogénea de 75,87% Residuos de poliuretano + 18,9% Aglomerante + 1 ,89% Agua + 3,03% Pigmento + 0,22 % Aromatizante.
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