PROCEDIMIENTO PARA LA PREPARACIÓN DE UN GRANULADO DE UN ADITIVO DE CAUCHO.

LA INVENCION TRATA DE COMPOSICIONES DE ADITIVO PARA CAUCHOS Y MEZCLAS DE CAUCHOS,

QUE CONTIENE AL MENOS UNA SUSTANCIA SOLIDA EN POLVO Y AL MENOS UN DISPERSANTE, ESTANDO RECUBIERTO CON AL MENOS UNA SUSTANCIA DE ADITIVO DE CON AL MENOS UN DISPERSANTE. LAS COMPOSICIONES SE PRESENTAN COMO UN GRANULADO Y SE FABRICAN MEDIANTE UN PROCEDIMIENTO DE LECHO FLUIDIZADO EN VARIAS ETAPAS. LA INVENCION TAMBIEN TRATA DEL USO DE LAS COMPOSICIONES DE ADITIVO PARA LAS FABRICACIONES DE CAUCHO Y PRODUCTOS QUE SE OBTIENEN AL UTILIZARLO

La presente invención se refiere a un procedimiento para la preparación de un granulado de un aditivo de caucho.

En la preparación de mezclas de caucho para la producción de goma, se mezclan sustancias líquidas y sólidas con el caucho o los cauchos. Por un lado, los sólidos son sustancias con temperaturas de fusión o reblandecimiento por debajo de la temperatura de procesamiento y, por otro lado, sustancias que a la temperatura de procesamiento no están presentes fundidas o reblandecidas. Desde el punto de vista de la solubilidad, los sólidos que se van a mezclar pueden subdividirse en formas con buena solubilidad con el caucho, sin solubilidad con el caucho y varias formas intermedias.

La dispersión de las sustancias y en particular de los sólidos es más difícil cuanto menor sea su solubilidad y cuanto más elevado sea el punto de fusión o cuanto menor sea el reblandecimiento a la temperatura de procesamiento.

La incorporación y distribución, es decir, la distribución de los sólidos, son determinadas decisivamente por la forma en la que son ofrecidos como producto comercial por la industria de la elaboración del caucho: los polvos finos forman nubes de polvo volátil, que a menudo están adicionalmente cargadas electrostáticamente, con lo cual se producen pérdidas de mezclado, formaciones de polvo volátil insalubres y contaminaciones del puesto de trabajo. Además, los polvos finos a menudo dan lugar a material comprimido durante la incorporación, el cual ya no puede romperse dadas las fuerzas prevalentes en la mezcla de caucho, con lo cual se producen calidades de distribución y dispersión deficientes.

Los polvos o granulados de sustancias gruesos presentan contenidos de polvo volátil más bien bajos y pueden incorporarse mejor en el caucho en la mayoría de los casos. Sin embargo, debe estar garantizado que las fuerzas que se producen en la mezcla sean capaces de desmenuzar y distribuir las partículas gruesas mecánicamente de manera suficiente.

En el estado de la técnica, es conocido almacenar sustancias sólidas para la preparación de caucho en silos o por lo menos en silos diurnos. A partir de silos de este tipo, se procede a su descarga por medio de husillos, cintas transportadoras y/o transporte neumático al pesaje automático y desde allí a su dosificación en el dispositivo de mezclado. Durante el almacenaje, igual que durante el transporte del fabricante a la empresa que procesa el caucho, los polvos, en particular los polvos finos, tienden a aglomerarse en función de la altura de pila o del espesor de capa, lo cual impide su procesamiento ulterior automático.

Además, durante el almacenamiento, los polvos están sujetos a efectos ambientales, tales como por ejemplo la humedad, oxígeno, dióxido de carbono y óxidos de nitrógeno, sin protección, lo cual ocasiona aglomeraciones e incluso reacciones químicas. De esto, resultan una incapacidad de transporte y/o una reducción del efecto del aditivo en la mezcla de caucho.

En el transporte de los polvos del silo al dispositivo de mezclado, pueden producirse también aglomeraciones, incrustaciones, formación de puentes en tubos, un aumento del contenido de polvo volátil, debido al desmenuzado mecánico de los componentes más gruesos en los polvos así como una abrasión a causa de sólidos o componentes de sólidos abrasivos, es decir friccionantes.

Los planteamientos operativos para solucionar los problemas indicados anteriormente y descritos en el estado de la técnica hasta la actualidad utilizan distintos caminos ilustrados brevemente a continuación:

1. Las sustancias pulverulentas se aglutinan con varios aceites, mayoritariamente aceite mineral, y/u otros aditivos no poliméricos, si se desea, sometidos a un tratamiento físico particular y, en este caso, lanzados al mercado como polvo sin polvo volátil de buena fluidez, como pasta y en forma de varitas de un espesor de varios milímetros, cilindros, copos, escamas, pastillas o bolitas. Dichas formas presentan varias ventajas en comparación con la forma de polvo fino original: algunas radican en el pesaje y la dosificación, otras en su contenido bajo de polvo volátil y en su menor carga electrostática, otras en su incorporación más rápida y distribución y otras más en su protección contra la humedad y dióxido de carbono. Sin embargo, no es frecuente que se consigan más de dos de las posibles ventajas citadas al mismo tiempo, con lo cual dichas formas de producto pueden denominarse técnicamente suficientes sólo en casos especiales.

2. La propia industria de elaboración del caucho prepara mezclas previas, los denominados “batches”. Su preparación consiste en mezclar un caucho que se utiliza también en las mezclas principales con productos químicos pulverulentos o los aglutinados según el punto 1 y, si se desea, componentes adicionales convencionales en el procesamiento del caucho, tales como aceites y aditivos de procesamiento, y utilizar dicha mezcla a continuación en las mezclas principales. Sin embargo, de esto resultan a menudo problemas durante el almacenamiento y la dosificación, puesto que los “batches” de este tipo no permiten una dosificación automática, utilizando los procedimientos convencionales. Además, los problemas de los polvos finos o de las sustancias

tratadas según el punto 1 continúan durante el procesamiento, sólo que esto ocurre durante la preparación de la mezcla previa en lugar de la mezcla principal.

3. Los productos químicos se incorporan en una matriz de materiales reticulados de alto peso molecular, tales como caucho de aceite o triglicéridos de ácidos grasos epoxidados reticulados por medio de ácidos dicarboxílicos, tal como se ha descrito en el documento DE 39 20 411, y similares. Dicha matriz es sólida y libre de polvo volátil en el mayor grado posible. En las condiciones de incorporación, la matriz se funde o se desintegra mecánicamente. En este caso, los problemas restantes son la estabilidad de la forma de transporte, el almacenaje en silo así como el transporte automático, el pesaje y la dosificación. Además, la compatibilidad con la mezcla de caucho no está siempre asegurada. La homogeneidad de distribución de esta forma de producto está determinada principalmente por la dispersión del producto químico pulverulento durante su incorporación en la matriz.

4. Los productos químicos se aglutinan con una matriz de polimerizados elastoméricos con propiedades termoplásticas y son ofrecidos por la industria de elaboración del caucho en forma de cilindros o cubos de pocos milímetros de diámetro. En la mayoría de los casos, la matriz está constituida por copolímeros de etileno/acetato de vinilo y/o co-o terpolímeros de etileno/propileno junto con aceite y dispersantes a base de ácidos grasos, tal como se ha descrito en el documento DE 21 23 214. Esto soluciona el problema de formación de polvo volátil y dosificación automática. Sin embargo, todavía quedan problemas de dispersión. Dichos problemas se producen o bien por el hecho de que los polímeros utilizados para la unión son compatibles con sólo una parte del caucho utilizado en la industria de elaboración del caucho y/o por el hecho de que las partículas producidas son demasiado duras para la mezcla de caucho en la deben ser incorporadas. Además, el tamaño de las partículas requiere un tiempo de incorporación prolongado.

5. Dispersar la sustancia en un líquido polimerizable y, a continuación, polimerizar la dispersión resultante, tal como se ha descrito en el documento EP-A-0 625 543, es sólo un desarrollo ulterior del procedimiento según el punto 3, en particular cuando, tal como se ha descrito en la memoria de patente, la sustancia pulverulenta sólida se mezcla junto con un denominado plastificante de éster con un triglicérido de ácidos grasos natural o natural epoxidado y, a continuación, a la mezcla resultante se adiciona un ácido polihídrico en forma de un ácido fosfórico, y la masa resultante se reticula para dar un producto un poco plástico, pero desintegrable en migas. Aunque dicha forma es libre de polvo volátil y puede conseguirse, frente al procedimiento según el punto 4, con menos gasto de energía y mejor homogeneidad, relativo a la preparación de productos químicos a incorporar por mezclado, presenta todavía los inconvenientes citados en el punto 3.

El documento JP-A-51 112856 (Derwent) da a conocer un acelerador de vulcanización que se mezcla con parafinas fundidas.

El documento SU-A-806701 (Derwent) da a conocer una composición granulada a base de hidróxido de calcio de alta dispersión.

El documento JP-A-59 196367...

1. Procedimiento para la preparación de una composición de aditivos para el caucho y mezclas de caucho que, contiene por lo menos una sustancia de aditivo (a) sólida, pulverulenta, y por lo menos un dispersante (b), en el que dicha por lo menos una sustancia de aditivo se ha recubierto con dicho por lo menos un dispersante de tipo cera, la composición está presente como granulado o microgranulado y contiene los siguientes componentes:

(a) entre un 90 y un 20% en peso de una sustancia(s) de aditivo y

(b) entre un 10 y un 80% en peso de un dispersante,

caracterizado porque la(s) sustancia(s) de aditivo se recubre(n) con el/(los) dispersante(s) por medio de un procedimiento en lecho fluidizado, en el que se produce en una primera etapa en un reactor de lecho fluidizado un lecho fluidizado con una o más sustancia(s) de aditivo pulverulenta(s) y en el lecho fluidizado se introduce(n) en una segunda etapa uno o más dispersante(s) como material de recubrimiento, recubriendo las partículas de polvo.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque el aditivo o aditivos (a) se ha(n) seleccionado de entre productos químicos y aditivos de caucho, en particular productos químicos de masticación, productos químicos de vulcanización, productos químicos de protección contra el envejecimiento y la fatiga, cargas, pigmentos, plastificantes, cauchos de aceite, propelentes, adhesivos y otros agentes auxiliares.

3. Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado porque los productos químicos de vulcanización comprenden agentes de vulcanización, aceleradores y retardantes de vulcanización y activadores de aceleradores.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el dispersante de tipo cera se ha seleccionado de entre ácidos grasos, alcoholes grasos, productos obtenidos a partir de la reacción de ácidos grasos con alcoholes así como grasas, en particular, grasa de lana.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el dispersante presenta, a temperatura ambiente, una consistencia similar a la de cera y se funde a temperaturas comprendidas entre 40 y 100ºC.

6. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque la sustancia de aditivo (a) es óxido de zinc y el dispersante (b) contiene grasa de lana y ésteres de ácidos grasos.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque las partículas de granulado presentan un tamaño comprendido entre 0,1 y 10 mm, en particular entre 2 y 5 mm.

8. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, que contiene, en relación con la composición, los siguientes componentes:

(a) entre un 90 y un 40% en peso de una sustancia o sustancias de aditivos y

(b) entre un 10 y un 60% en peso de un dispersante.

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, que contiene, relativo a la composición, los siguientes componentes:

(a) entre un 85 y un 65% en peso, en particular aproximadamente un 66% en peso, de una sustancia o sustancias de aditivos y

(b) entre un 15 y un 35% en peso, en particular aproximadamente un 34% en peso, de un dispersante.

10. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque en una tercera etapa se realiza una aglomeración de las partículas de polvo recubiertas hasta obtener un diámetro de aglomerado deseado.