[01] A presente invenção descreve um processo de aglomeração por coacervação de pó de borracha vulcanizada e produto resultante. Mais especificamente compreende um processo de reciclagem de scraps ou refugos de borracha vulcanizada decorrente do processo de fabricação de bandas de rodagem ou reciclagem de pneus velhos, sendo que este processo não faz regeneração, mas procura preservar ao máximo as boas propriedades do camelback através da utilização do pó de borracha em uma granulometria adequada e através da utilização de um produto aglomerante aditivado por polímero coacervante.

[02] Este processo de aglomeração visa obter um produto que preserve ao máximo as propriedades do material aglomerado evitando a utilização de temperaturas elevadas (>70.°C), processos despolimerizantes ou que alterem físico-quimicamente a boa qualidade do material aglomerado, de modo a facilitar o manuseio nos processos usuais sem necessidade de auxiliares de processo para evitar blocking ou adesão excessiva às paredes dos equipamentos utilizados no processo produtivo.

[03] Desse modo, o processo de reciclagem desenvolvido padroniza a granulometria da borracha cominuída (micronização mecânica ou críogênica) preservando as propriedades originais sem tratamento químico ou térmico, sem gerar efluentes, emanações ou resíduos.

[04] Resultando em um produto final que preserva ao máximo a qualidade dos scraps e refugos, podendo ser adicionado a novos compostos como aditivo altamente compatível devido à preservação das características e propriedades do camelback.

ANTECEDENTES DA INVENÇÃO

[05] Um estudo feito pela Universidade de Vrije, na Holanda, descobriu que todos os dias são fabricados cerca de 2 milhões de novos pneus no mundo. Isto significa uma produção anual de 730 milhões de pneus (janeiro/l 999). Ao mesmo tempo, hoje são transformados em sucata 800 milhões de unidades por ano.

[06] No Brasil, em 1993, 0,5% do lixo urbano brasileiro eram pneus velhos e fora de uso. Hoje são descartados no país cerca de 17 milhões de pneus por ano.

[07] Além disso, as fabricas de produção de bandas de rodagem acabam gerando diversos resíduos (scraps, refugos, rebarbas e outros) resultantes do processo de fabricação, que são descartados ou direcionados para reciclagem, gerando um passivo ambiental de difícil solução devido às características do material e o elevado custo para correta reciclagem.

[08] O processo de reciclagem atual e reaproveitamento destes materiais, normalmente, é realizado através da separação da borracha vulcanizada de outros componentes (como metais e tecidos), de modo que os materiais (pneus, scraps e refugos) são cortados em lascas e classificados por um sistema de peneiras. As lascas são moídas e depois submetidas à digestão em autoclave com produtos químicos, como: dissulfeto de dixilila e óleos minerais, para desvulcanizá-las.

[09] O produto obtido pode ser então refinado em moinhos até a obtenção do regenerado, borracha com propriedades comprometidas e com odor desagradável, produzindo emanações fétidas, efluentes altamente contaminados de difícil e oneroso processo de tratamento e resíduos decorrentes desse processo.

[010] Desse modo, é importante salientar que a regeneração do material é um processo ultrapassado que transforma um material nobre ( camelback ) em material pobre, de modo que a despolimerização se toma evidente pela queda de aproximadamente 70% das propriedades mecânicas originais e a desvulcanização ocorre porque o regenerado pode ser vulcanizado novamente e o forte odor denuncia intensa concentração de mecaptanos.

[011] Atualmente, muitas empresas utilizam o pó de borracha com uma granulometria de 40 mesh, misturando "in natura" diretamente no composto de camelback no ato da mistura no bambury. Neste caso, o pó funciona como uma carga diluente.

[012] Alguns fabricantes utilizam o pó de borracha aditivando-o com asfalto como aglomerante sem se preocupar em compatibiliza-lo, resultando um composto de má qualidade. O asfalto comum é utilizado para aglomerar pó e essa mistura é utilizada como carga em produtos de baixa qualidade: placas, tapetes, aditivos nas pavimentações, não servindo como aditivo para camelback.

[013] Em pesquisa realizada no estado da técnica identificamos diversos processos destinados à regeneração e reciclagem destes materiais, onde podemos destacar o seguinte documento:

[014] O documento IT201 1AN0150 descreve um método de produção de um composto para realização de betume modificado para asfaltos é divulgado, compreendendo as seguintes etapas: moagem de borracha vulcanizada para obter borracha granulada vulcanizada com granulometria inferior a 0,4 mm mistura da referida borracha fragmentada vulcanizada, SBS e lubrificante na extrusora, em que a percentagem em peso de lubrificante está compreendida entre 1 % e 50% em comparação com o peso da mistura e a borracha fragmentada vulcanizada em percentagem em peso de 70-100% em comparação com o peso da SBS de modo a obter um composto extrusado contendo a referida borracha fragmentada vulcanizada, SBS e lubrificante.

[015] Este documento identificado no estado da técnica trata de um composto obtido por borracha granulada, SBS e lubrificante, visando a utilização do asfalto modificado para pavimentação rodoviária, porém inadequado para utilização junto ao camelback.

[016] Os processos de reciclagem por aglomeração são numerosos seja pela adição de pó de borracha direto no composto, seja pela aditivação de resinas ou de plastificantes. O que se verifica é que em nenhum deles a coacervação se verifica e então o produto nem sempre dá resultados satisfatórios.

[017] Portanto, o presente inventor, desenvolveu um processo de aglomeração que utiliza um asfalto aditivado com SBS (aglomerante) e pó de borracha de pneu com granulometria igual ou superior a 24 mesh, obtido criogenicamente ou mecanicamente. O pó de borracha é tratado com o aglomerante a frio e sem qualquer outro produto na proporção de 1 para 3, isto é, 1 porção de aglomerante para 3 de pó de borracha, de modo que o produto resultante obtido é utilizado como aditivo para fabricação de novos pneus e/ou para geração de novos produtos. O processo é puramente mecânico, não utiliza outros produtos, nem aquecimento, e não produz efluentes, emanações ou resíduos.

[018] Desta forma, é objeto da presente invenção, um processo de aglomeração por coacervação de pó de borracha vulcanizada decorrente do processo de fabricação de bandas de rodagem e reciclagem de pneus velhos, sendo que este processo não faz regeneração, mas procura preservar ao máximo as boas propriedades do camelback através da utilização do pó de borracha em uma granulometria adequada e através da utilização de um produto aglomerante aditivado com polímero coacervante. Este processo de aglomeração visa obter um produto que preserve ao máximo as propriedades do material aglomerado evitando a utilização de temperaturas elevadas (>70.°C), processos despolimerizantes ou que alterem físico-quimicamente a boa qualidade do material aglomerado, de modo a facilitar o manuseio nos processos usuais sem necessidade de auxiliares de processo para evitar blocking ou adesão excessiva as paredes dos equipamentos utilizados no processo produtivo.

[019] O processo de reciclagem desenvolvido padroniza a granulometria da borracha cominuída (micronização mecânica ou críogenica) preservando as propriedades originais sem tratamento químico ou térmico, sem gerar efluentes, emanações ou resíduos. Resultando em um produto final que preserva ao máximo a qualidade dos scraps e refugos, podendo ser adicionado a novos compostos como aditivo altamente compatível devido à preservação das características e propriedades do camelback.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[020] É característica da presente invenção um processo de aglomeração por coacervação de pó de borracha vulcanizada e produto resultante que provê a utilização de asfalto aditivado com SBS e pó de borracha de pneu com uma granulometria igual e superior a 24 mesh, obtido criogenicamente ou mecanicamente. [021] É característica da presente invenção um processo de aglomeração por coacervação de pó de borracha vulcanizada e produto resultante que provê um processo é obter um reciclado que possa ser aditivado em alta dosagem sem alterar sensivelmente as propriedades características do camelback.

[022] É característica da presente invenção um processo de aglomeração por coacervação de pó de borracha vulcanizada e produto resultante que provê que a mistura compatibilizante é feita a frio em equipamentos usuais, tais como: misturador fechado ( bambury ) ou misturador aberto (cilindro ou refinador), onde o pó de borracha SBR (camelback) é misturado com asfalto aditivado com SBS, na proporção de 1 para 3 de aglomerante em relação ao pó de borracha.

[023] É característica da presente invenção um processo de aglomeração por coacervação de pó de borracha vulcanizada e produto resultante que provê polímero elastoplástico em repouso apresenta significativo encolhimento ou retração que elimina o ar preso no âmago do aglomerado com o que o pó se torna integrante do aglomerado.

[024] É característica da presente invenção um processo de aglomeração por coacervação de pó de borracha vulcanizada e produto resultante que provê um rendimento final então é de uma proporção de 1 ,5 de aglomerante para 3 de pó de borracha ou seja, 1 ,5 de aglomerante para 3 de pó de borracha SBR.

[025] É característica da presente invenção um processo de aglomeração por coacervação de pó de borracha vulcanizada e produto resultante que provê uma mistura de pó de borracha SBR com SBS é 100% compatível. [026] É característica da presente invenção um processo de aglomeração por coacervação de pó de borracha vulcanizada e produto resultante que provê um pó de borracha camelback com granulometria menor de 24 mesh o que mantém as características primárias dos rejeitos derivados do processo de fabricação de bandas de rodagem ou da reciclagem de pneus velhos.

[027] É característica da presente invenção um processo de aglomeração por coacervação de pó de borracha vulcanizada e produto resultante que provê um rendimento final então é de 1 ,5 Kg de aglomerante para 3 Kg de pó de borracha camelback.

[028] É característica da presente invenção um processo de aglomeração por coacervação de pó de borracha vulcanizada e produto resultante que provê um processo que não gera efluentes, emanações ou resíduos. A compatibilidade do aglomerado com o camelback se mantém elevada e as propriedades se mantém em nível elevado.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[029] O processo de aglomeração por coacervação de pó de borracha vulcanizada e produto resultante, objeto da presente invenção, descreve um processo de aglomeração que utiliza asfalto aditivado com SBS e pó de borracha de pneu com uma granulometria igual e superior a 24 mesh, obtido criogenicamente ou mecanicamente, que tanto pode ser produzido na mesma planta ou adquirido de terceiros.

[030] O objetivo deste processo é obter um reciclado que possa ser aditivado em alta dosagem sem alterar sensivelmente as propriedades características do camelback. [031] Entende-se por camelback, o composto vulcanizado de borracha sintética de SBR (copolímero sintético de estireno-butadieno em emulsão) reforçado com negro fumo em quantidade suficiente para atingir a dureza padrão de 63 +- 1 Shore A, medida de acordo com a norma ASTM D 2240, utilizando durômetro Shore A aferido. A densidade do composto camelback padrão é de 1 ,15 g/cm ³ e a tensão de ruptura é de 15 +- MPa.

[032] É fundamental que o processo seja padronizado para que o produto tenha garantia de qualidade padrão, de tal modo que a reciclagem seja despoluidora e faça dos resíduos poluentes produtos de boa qualidade para reutilização.

[033] O processo de aglomeração do pó de borracha junto ao aglomerante é realizado em 2 etapas:

1 ^a etapa - mistura compatibilizante a frio

[034] O aglomerante utilizado no pó de borracha camelback é o asfalto oxidado (isento de voláteis) e aditivado com polímero SBS (estireno 75% - butadieno (25%).

[035] O aglomerante é produzido por indústrias petroquímicas na parte final do resíduo do petróleo, que recebe um tratamento oxidativo para eliminar ou modificar quimicamente frações leves. O material é aditivado com um percentual de polímero elastoplástico para melhorar as propriedades físico-químicas do aglomerante. Resultando em um produto escuro, termoplástico e com elevada resistência à tração, não friável, nem quebradiço sob impacto.

[036] A mistura compatibilizante é feita a frio em equipamentos usuais, tais como: misturador fechado (bambury) ou misturador aberto (cilindro ou refinador), onde o pó de borracha SBR ( camelback ) é misturado com asfalto aditivado com SBS, na proporção de 1 para 3 de aglomerante em relação ao pó de borracha. A mistura é rápida e o material é facilmente removido, pois não adere às paredes do misturador. O material é deixado em repouso durante algumas horas (até esfriar) para que ocorram as reações de coacervação.

[037] O polímero elastoplástico em repouso apresenta significativo encolhimento ou retração que elimina o ar preso no âmago do aglomerado com o que o pó se torna integrante do aglomerado.

[038] Essa compressão torna o sólido mecanicamente mais resistente e esta característica permite aglomerar firmemente partículas anteriormente soltas.

[039] As partículas de borracha vulcanizada (pó de borracha SBR) são envolvidas pelas moléculas do SBS e o produto retrai envolvendo as partículas de SBR (pó de borracha) com um filme de asfalto contendo SBS altamente compatível com SBR.

2 ^a etapa - Acabamento para formar placa a frio

[040] O processo de aglomeração é finalizado com a adição de mais 50% de aglomerante (asfalto oxidado aditivado com polímero SBS). Isto propicia a formação de manta pela compressão entre os cilindros do misturador aberto de tal modo que o material aglomera e solta das paredes do equipamento de mistura. O rendimento final então é de uma proporção de 1 ,5 de aglomerante para 3 de pó de borracha ou seja, 1 ,5 de aglomerante para 3 de pó de borracha SBR.

[041] Este material pode ser vulcanizado bastando juntar os agentes de cura ou pode ser utilizado como aditivo em composições novas. A dosagem fica a critério do formulador que pode dosar de acordo com a especificação do produto a ser fabricado.

[042] Como se vê, em nenhum momento do processo ocorre aquecimento ou dosagem de qualquer produto químico estranho. [043] O aglomerante utilizado é um asfalto especial que é oxidado para eliminar componentes indesejáveis e aditivado com um percentual mínimo de polímero compatível com o pó utilizado. O pó de borracha - SBR é feito com elastômero que contem 25% de estireno e 75% de butadieno. O polímero aditivado ao asfalto para aglomerar o pó de SBR é o SBS que contem 25% de butadieno e 75% de estireno. Então a mistura de pó de borracha SBR com SBS é 100% compatível.

[044] Para que a mistura de asfalto e do pó de borracha SBR e SBS se forme estável é deixado em repouso durante o qual ocorre a coacervação provocada pelo encolhimento dos produtos misturados transformando o composto em material compacto (coacervado).

[045] O processo não utiliza alta temperatura e nem substancias regenerantes para evitar a formação de‘mercaptanos’ responsáveis por emanações tóxicas e mal cheirosas.

[046] Desta forma, o processo de aglomeração utiliza um produto aglomerante aditivado por polímero coacervante. Aditivado com polímero termoplástico com elevado poder de recuperação dimensional para tornar o produto aglomerante e coacervante de modo que a borracha vulcanizada reduzida a pó seja fixada mecanicamente e compactada por coacervação o que se evidencia através de formação de laminados.

[047] Em resumo, o processo de aglomeração apresenta as seguintes etapas:

a) recolhimento e classificação dos rejeitos derivados do processo de fabricação de bandas de rodagem ou da reciclagem de pneus velhos;

b) após a separação o material vai para a micronização, que pode ser feita mecanicamente por moinho de facas, esmerilhamento ou por criometria, para particulado com granulometria menor de 24 mesh (malha < 24#);

c) a micronização criométrica é feita a baixa temperatura (<70.°C) e não compromete a boa qualidade do camelback, tendo em vista o que a norma ASTM D 2000 estabelece para o camelback , temperatura no ensaio de resistência ao calor realizado de acordo com ASTM D 573 - 70h a 70.°C;

d) resulta um pó de borracha camelback com granulometria menor de 24 mesh o que mantém as características primárias dos rejeitos derivados do processo de fabricação de bandas de rodagem ou da reciclagem de pneus velhos;

e) o pó de borracha resultante é misturado com o aglomerante a frio em equipamentos usuais, como: misturador fechado {bambury) ou misturador aberto (cilindro ou refinador);

f) o pó de borracha SBR ( camelback ) é misturado com asfalto oxidado e reforçado com aproximadamente 15% de elastoplástico SBS (estireno - butadieno - estireno) formando o aglomerante que permite obter um produto de qualidade assegurada, desde que seja mantida a dosagem padrão: 3kg de pó de borracha de camelback para 1 kg de aglomerante;

g) o material é deixado em repouso durante algum tempo até esfriar para que ocorram as reações de coacervação;

h) a coacervação torna o sólido mecanicamente mais resistente e esta característica permite aglomerar firmemente entre si partículas anteriormente soltas;

i) as partículas de borracha vulcanizada (pó de borracha SBR) são envolvidas pelas moléculas do aglomerante e passam a fazer parte da estrutura do aglomerado; j) o processo de aglomeração é finalizado com a adição de mais 50% de aglomerante (asfalto oxidado aditivado com polímero SBS reforçante);

k) isto propicia a formação de manta pela compressão entre os cilindros do misturador aberto de tal modo que o material aglomera os componentes entre si e o produto se solta das paredes do equipamento de mistura;

L) O rendimento final então é de 1 ,5 Kg de aglomerante para 3Kg de pó de borracha camelback ;

m) 0 material aglomerado pode ser vulcanizado bastando juntar os agentes de cura e fazer o tratamento térmico para obter a cura. O aglomerado pode ser utilizado como aditivo a critério do formulador que pode dosar de acordo com a especificação do produto a ser fabricado seja como borracha em novas composições de camelback ou de outras utilidades como: pisos, tapetes, rodísios e semelhantes.

[048] O processo não gera efluentes, emanações ou resíduos. A compatibilidade do aglomerado com o camelback se mantém elevada e as propriedades se mantém em nível elevado.

[049] Por isso o processo de aglomeração não utiliza temperaturas acima de 70.°C, não adiciona auxiliares de processo, agentes regenerantes ou qualquer outro produto que possa comprometer a boa qualidade do material a ser aglomerado.

[050] Para outros materiais não compatíveis com SBS é feita adição de elastoplástico adequado para cada caso. A reciclagem assim realizada preserva a qualidade do material nobre possibilitando sua reutilização uma ou mais vezes reduzindo o passivo ambiental e propiciando boas vantagens financeiras e ecológicas, transformando o ônus da reciclagem em oportunidade de trabalho de grande interesse ecológico por ser despoluente e altamente lucrativo.