UTILIZACIÓN DE DIALQUILCARBONATOS COMO SOLVENTES PARA EL POLIESTIRENO EXPANDIDO.

Utilización de dialquilcarbonatos como solventes para el poliestireno expandido. La presente invención se refiere a un nuevo procedimiento para el reciclado del poliestireno expandido. El poliestireno expandido se utiliza en grandes cantidades como material de embalaje de diversos productos y como material de aislamiento térmico para la industria de la construcción y para neveras, como consecuencia de sus características de baja conductividad térmica y buena capacidad de absorción de los impactos. Los residuos derivados de estos materiales y los restos de producción de poliestireno expandido son muy voluminosos, ya que su peso específico es muy bajo, y en consecuencia su transporte y gestión en vertederos genera diversos problemas. La gestión de estos materiales residuos mediante incineración también resulta problemática, debido a que puede interferir en el proceso de combustión del horno de la incineradora y también puede producir gases tóxicos. Algunos tipos de poliestireno expandido que contienen aditivos bromurados retardantes de llama, al incinerarse, pueden producir, de hecho, dioxinas polibromuradas, que son muy tóxicas. Por estos motivos, el material residual del poliestireno expandido debe reciclarse, tras una primera etapa de reducción de volumen, realizada en los sitios de producción o de recolección de residuos, seguido de la regeneración del poliestireno, realizada en una planta de recuperación centralizada. Los procedimientos tradicionales para reducir el volumen y el reciclado del poliestireno, que comprenden el tratamiento térmico, no permiten la separación completa del poliestireno de los demás productos presentes en el poliestireno expandido, y también presentan la gran desventaja de provocar la degradación oxidativa parcial del polímero, reduciendo de esta manera su calidad (Kano, Suzuki, J. Jpn. Pack. Inst. 31:33, 1993; Sasao, Harade et al., Kagaku Kogyo 66:395, 1992). Otro procedimiento de reducción del volumen del poliestireno expandido descrito en la técnica conocida, que supera las desventajas mencionadas anteriormente, consiste en disolver el polímero en un solvente orgánico. Los solventes orgánicos que pueden disolver apropiadamente el poliestireno son hidrocarburos aromáticos tales como tolueno y xilenos (patente US nº 4.031.039) y solventes halogenados tales como cloruro de metileno, percloroetileno (patente US nº 5.891.403). Estos solventes presentan la desventaja de ser inflamables y peligrosos para el ser humano y para el medio ambiente. Se ha propuesto la utilización de solventes tales como el d-limoneno para superar dichas desventajasa (Noguchi, Miyashita et al., Packag. Technol. Sci. 11:19-27, 1998) que, sin embargo, presenta un fuerte olor a limón y un punto de inflamación bajo (47ºC); los éteres glicolalquílicos, algunos de los cuales son nocivos o incluso tóxicos, tales como el dimetiléter de dietilenglicol; ésteres dialquílicos de ácidos orgánicos tales como adipato de dimetilo, glutarato de dimetilo y succinato de dimetilo (patente US nº 5.629.352). Al llevar a cabo la recuperación del poliestireno de la solución mediante evaporación del solvente, la utilización de solventes de punto de ebullición alto, tales como d-limoneno, éteres glicoldialquílicos y dialquilésteres de ácidos orgánicos, presenta la desventaja de requerir, durante la etapa de destilación del solvente, presiones muy bajas y la utilización de costosos equipos de destilación con el fin de evitar la descomposición del poliestireno. Con el fin de resolver este problema, se lleva a cabo la recuperación del poliestireno de la solución, en la patente US nº 5.629.352, por medio de la precipitación mediante la adición de agua. Estos procedimientos, al igual que los que comprenden la recuperación del poliestireno mediante evaporación del solvente orgánico, presentan la desventaja de no permitir la separación del poliestireno respecto de la mayoría de aditivos presentes en el poliestireno expandido, tales como, por ejemplo, los aditivos bromurados retardantes de llama, que son solubles en dichos solventes orgánicos e insolubles en agua. En el documento WO 0238659, el volumen del poliestireno expandido se reduce mediante tratamiento del mismo con una serie de solventes que consiste de un solvente que peude disolver poliestireno, tal como, por ejemplo, dialquilésteres de ácidos orgánicos, y un no solvente del polímero, tal como, por ejemplo, etileno o propilenglicol y otros. Este tratamiento no disuelve el poliestireno expandido sino que simplemente lo colapsa. El poliestireno colapsado, en forma de gel, se separa a continuación y se seca. Otros procedimientos similares al anterior descrito, que difieren en la serie de solventes y en el equipo utilizado, se dan a conocer en los documentos WO 0222337, US 2002/0120020. En estos procedimientos, el poliestireno, separado en forma de gel, retiene impurezas y grandes cantidades de solvente, que resultan difíciles de separar durante la etapa de secado. La desventaja de la totalidad de dichos procedimientos es que resulta imposible obtener poliestireno puro, sin todos los componentes foráneos normalmente presentes en el poliestireno expandido, tales como marcajes, otros polímeros, aditivos y otros materiales. En los documentos EP 0894818 y WO 0214413, el reciclado de los polímeros en general con la separación respecto a materiales foráneos y aditivos se obtiene mediante disolución del material polimérico en un solvente adecuado, mediante la separación de los componentes insolubles y la recuperación del polímero deseado mediante precipitación con un no solvente. Estos documentos no proporcionan ejemplos del reciclado de poliestireno expandido, y los solventes utilizados para disolver el material polimérico son, en su mayor parte, inflamables, tóxicos y nocivos. Otros ejemplos de documentos que dan a conocer un procedimiento para reciclar poliestireno expandido mediante disolución en un solvente y la precipitación con un no solvente, se dan a conocer en las patentes JP 11080418, US nº 5.232.954 y DE 10207336, mientras que la patente JP nº 11005865 da a conocer la utilización de compuestos de carbonato de dialquilo como solvente para el poliestireno expandido. 2 Se ha descubierto que las desventajas de la técnica conocida pueden superarse en el caso de que se utilice un carbonato de dialquilo como solvente para disolver el poliestireno expandido. Según lo expuesto anteriormente, el objeto de la presente invención se refiere a un procedimiento para reciclar poliestireno expandido, que comprende: (a) la reducción del volumen del poliestireno expandido mediante disolución con un carbonato de dialquilo, o una mezcla de carbonatos de dialquilo que presentan la fórmula (I): en la que R1 y R2, iguales o diferentes, presentan el significado siguiente: - R1, R2 representan radicales alquilo lineales, ramificados o cíclicos, que contienen entre 1 y 12 átomos de carbono, y la suma de los átomos de carbono de R1 y R2 es de entre 2 y 15, (b) la eliminación de los componentes insolubles, ES 2 367 565 T3 (c) la precipitación selectiva del poliestireno con un no solvente o una mezcla de no solventes del poliestireno, (d) la separación, secado y extrusión del poliestireno precipitado, estando caracterizado dicho procedimiento porque la precipitación selectiva del poliestireno en la etapa (c) se lleva a cabo a una temperatura de entre 10ºC y 70ºC con un no solvente seleccionado de entre carbonato de alquileno o una mezcla constituida por un alcohol y un carbonato de alquileno, utilizando dicho no solvente o una mezcla de no solventes para precipitar selectivamente el poliestireno expandido en la etapa (c), encontrándose en una proporción en peso con el carbonato de dialquilo de entre 2:1 y 20:1. Los carbonatos de dialquilo preferidos son los que presentan un punto de inflamación superior a 55ºC, tales como, por ejemplo carbonato de di-n-butilo (punto de inflamación=92ºC), carbonato de diisobutilo (punto de ebullición=84ºC) y carbonato de di-n-propilo (punto de inflamación=62ºC). Los carbonatos de dialquilo, utilizados según la presente invención, son solventes térmicamente estables, con un perfil toxicológico y ecotoxicológico particularmente favorable que permite su almacenamiento y aplicación sin ninguna precaución particular. Pueden prepararse carbonatos de dialquilo mediante la transesterificación del carbonato de dimetilo con alcoholes utilizando los procedimientos conocidos, tal como se describe en, por ejemplo, Chem. Rev. 96:951-976, 1996. El carbonato de dietilo puede obtenerse, a su vez, mediante la carbonilación oxidativa del metanol, tal como se describe en la patente EP 460732. Los carbonatos de dialquilo son solventes excelentes para el poliestireno expandido y su capacidad de disolución se reduce a medida que se incrementa el número de átomos de carbono de las cadenas... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para el reciclado de poliestireno expandido, que comprende: (a) la reducción del volumen del poliestireno expandido mediante disolución con un carbonato de dialquilo, o una mezcla de carbonatos de dialquilo que presentan la fórmula (I): 10 en la que R1 y R2, iguales o diferentes, presentan el significado siguiente: - R1 y R2 representan radicales alquilo lineales, ramificados o cíclicos, que contienen 1 a 12 átomos de carbono, y la suma de los átomos de carbono de R1 y R2 es de entre 2 y 15; 15 (b) la eliminación de los componentes insolubles; (c) la precipitación selectiva del poliestireno con un no solvente o una mezcla de no solventes para el poliestireno; (d) la separación, el secado y la extrusión del poliestireno precipitado; estando dicho procedimiento caracterizado porque la precipitación selectiva del poliestireno en la etapa (c) se lleva a cabo a una temperatura comprendida entre 10ºC y 70ºC con un no solvente seleccionado de entre carbonato de alquileno o una mezcla constituida por un alcohol y un carbonato de alquileno, dicho no solvente o una mezcla de no solventes, utilizados para precipitar selectivamente el poliestireno expandido en la etapa (c), encontrándose en una 25 proporción en peso con el carbonato de dialquilo de entre 2:1 y 20:1. 2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que: - R1, R2 representan radicales alquilo lineales o ramificados, que contienen de 1 a 8 átomos de carbono, y la suma 30 de los átomos de carbono de R1 y R2 es de entre 5 y 10. 3. Procedimiento según la reivindicación 2, en el que los carbonatos de dialquilo se seleccionan de entre los que presentan un punto de inflamación superior a 55ºC. 35 4. Procedimiento según la reivindicación 3, en el que los carbonatos de dialquilo se seleccionan de entre el grupo constituido por carbonato de di-n-butilo, carbonato de diisobutilo y carbonato de di-n-propilo. 5. Procedimiento para reciclar poliestireno expandido según la reivindicación 1, en el que, en la etapa (a), la concentración de poliestireno en la solución es de entre 5 y 50% en peso y la disolución del poliestireno expandido 40 con carbonato de dialquilo se lleva a cabo a presión atmosférica, a una temperatura comprendida entre 20ºC y 70ºC. 6. Procedimiento para reciclar poliestireno expandido según la reivindicación 5, en el que la concentración de poliestireno en la solución está comprendida entre 15 y 40% en peso. 45 7. Procedimiento para reciclar poliestireno expandido según la reivindicación 5, en el que la disolución del poliestireno expandido con carbonato de dialquilo se lleva a cabo en un aparato provisto de un sistema de agitación y a temperatura ambiente. 8. Procedimiento para reciclar poliestireno expandido según la reivindicación 1, en el que la precipitación selectiva 50 del poliestireno en la etapa (c) se lleva a cabo alimentando la solución de estireno al no solvente, o mezcla de no solventes, mantenida bajo agitación turbulenta, en el fondo del reactor de precipitación, debajo del sistema de agitación. 9. Procedimiento para reciclar poliestireno expandido según la reivindicación 1, en el que la cantidad de no 55 solvente, o mezcla de no solventes, utilizada se encuentra en una proporción en peso con el carbonato de dialquilo de entre 3:1 y 15:1. ES 2 367 565 T3 10. Procedimiento para reciclar poliestireno expandido según la reivindicación 1, en el que la precipitación selectiva se lleva a cabo a una temperatura comprendida entre 15ºC y 60ºC. 11. Procedimiento para reciclar poliestireno expandido según la reivindicación 8, en el que la precipitación selectiva del poliestireno se lleva a cabo alimentando la solución de poliestireno al no solvente en el fondo del reactor de precipitación, con un caudal, expresado en g/(hora*litro de no solvente), comprendido en el intervalo de 30 a 1.500. 9 12. Procedimiento para reciclar poliestireno expandido según la reivindicación 11, en el que la solución de poliestireno se alimenta al no solvente con un caudal, expresado en g/(hora*litro de no solvente), comprendido en el intervalo de 50 a 800. 13. Procedimiento para reciclar poliestireno expandido según la reivindicación 1, en el que la separación del poliestireno precipitado en la etapa (d) se lleva a cabo mediante filtración, decantación o centrifugación a una temperatura comprendida entre 10ºC y 70ºC. 10 14. Procedimiento para reciclar poliestireno expandido según la reivindicación 13, en el que la separación del poliestireno precipitado se lleva a cabo a una temperatura comprendida en el intervalo de 15ºC a 60ºC. 15. Procedimiento para reciclar poliestireno expandido según la reivindicación 1, en el que el secado del poliestireno precipitado en la etapa (d) se lleva a cabo a una temperatura comprendida entre 50ºC y 180ºC y a una presión de 15 entre 101,08 kPa y 0,13 kPa (760 y 1 mmHg). ES 2 367 565 T3 16. Procedimiento para reciclar poliestireno expandido según la reivindicación 15, en el que el secado se lleva a cabo a una temperatura comprendida entre 80ºC y 150ºC y a una presión de entre 66,5 kPa y 1,33 kPa (500 y 10 mmHg).