Composición de recubrimiento para el almacenamiento de residuos tóxicos para la salud y/o el medio ambiente carente de agente endurecedor de amina aromática.

Composición de recubrimiento para el almacenamiento o el confinamiento de residuos tóxicos para el medioambiente y/o la salud,

caracterizada porque dicha composición de recubrimiento comprende entre un 50 y un 80 %en peso de una composición de resina a base de resina epoxi y entre un 20 y un 50 % en peso de una composiciónendurecedora que comprende un endurecedor constituido por al menos una amidoamina, careciendo dichacomposición endurecedora de agente endurecedor de amina aromática y porque la composición endurecedoracomprende un endurecedor constituido por al menos una amidoamina seleccionada entre los productos de reacciónentre una o varias polietilenopoliamina(s) alifática(s) y uno o varios ácido(s) graso(s) mono- o poli-insaturados enC12-C18, y porque dicha resina epoxi tiene un grado de aromaticidad del orden de entre un 40 y un 50 %, expresadoen porcentaje de átomos de carbono aromáticos con respecto al número total de átomos de carbono de la resinaepoxi, y porque dicha composición carece de cualquier otra sustancia que absorba el agua, aparte de loscomponentes reactivos del sistema epoxi-amina.

Composición de recubrimiento para el almacenamiento de residuos tóxicos para la salud y/o el medio ambiente carente de agente endurecedor de amina aromática La presente invención se refiere a una composición de recubrimiento para el almacenamiento o el confinamiento de residuos tóxicos para la salud y/o el medio ambiente, que comprende una composición a base de resina epoxi y una composición endurecedora carente de agente endurecedor de amina aromática.

La presente invención también se refiere al uso de esta composición para el recubrimiento de dichos residuos.

Las resinas de intercambio iónico utilizadas para purificar el agua de las instalaciones nucleares, que después de su uso y pérdida de eficacia, deben almacenarse puesto que estas han fijado elementos radiactivos y presentan, por lo tanto, una cierta radiactividad. Otros elementos utilizados en las centrales nucleares, como las barras de magnesio, también están contaminados tras su uso.

Otros residuos, en particular no radiactivos, como los metales pesados o los materiales contaminados por metales pesados precisan su confinamiento para evitar su propagación en el medio ambiente.

Este tipo de residuos tóxicos para la salud y/o el medio ambiente, en particular los residuos radiactivos, deben almacenarse cumpliendo con las normas de seguridad vigentes.

Se conocen una serie de técnicas para recubrir estos residuos para su almacenamiento, que implican el uso de resinas de recubrimiento epoxi o de poliéster, o también las técnicas de vitrificación que permiten la inactivación de estos residuos.

La solicitud de patente FR 2 825 182 describe un sistema de matrices para el recubrimiento y el almacenamiento de un producto peligroso, en el cual la composición de recubrimiento comprende una resina epoxi y una sustancia que absorbe el agua, que permite recubrir las resinas de intercambio iónico con un contenido elevado de agua residual.

Un procedimiento que se describe en la patente US 4 599 196 aplica un tratamiento previo de las resinas de intercambio iónico catiónicas para atenuar su carácter ácido, debiendo la composición endurecedora adaptarse en función de esta acidez.

La solicitud US 5 416 251 describe un procedimiento de recubrimiento de resina de intercambio iónico en el cual el agua de escorrentía se bloquea mediante un agente hidrófobo que forma una película, con el fin de evitar la inhibición de la reacción entre la resina y el endurecedor.

Sin embargo, las composiciones de recubrimiento, que comprenden una composición a base de resina epoxi y una composición endurecedora, pueden contener, como agente endurecedor, aminas aromáticas que están desaconsejadas por las normas sanitarias vigentes o que pueden acabar estándolo. En efecto, algunos de estos comprenden unos riesgos clasificados como « CMR » (cancerígeno, mutágeno y/o tóxico para la reproducción) . Aunque su uso esté permitido en unas condiciones de uso precisas, se busca sustituirlas por productos que no presenten estos inconvenientes.

Existe, por lo tanto, la necesidad de una composición de recubrimiento de residuos tóxicos que sea estable frente a las radiaciones, fácilmente manipulable a temperatura ambiente y que presente las propiedades de seguridad requeridas en materia, en particular, de resistencia a la compresión y a la lixiviación, sin necesidad de un tratamiento previo específico del residuo a tratar, y que no comprenda un agente endurecedor de amina aromática, esto sin que la reacción epoxi-amina se vea afectada por la presencia de agua y en ausencia de cualquier adición suplementaria de un agente específico que absorba el agua, además del sistema reactivo epoxi-amina global (es decir, excluyendo los componentes reactivos del sistema epoxi-amina) .

De acuerdo con una alternativa de la invención, dicha composición de recubrimiento puede carecer de agente endurecedor aromático.

Actualmente se ha encontrado que el uso de amidoaminas en calidad de agente endurecedor permite obtener una composición de recubrimiento que cumple con estos objetivos y criterios.

Por « amidoamina » se entiende el producto de la reacción entre una poliamina alifática y un ácido graso, que tiene unas funciones terminales y/o laterales amina (amidificación con exceso de amina con respecto a CO2H) .

La elección de estas aminas particulares como endurecedor presenta numerosas ventajas:

- no están clasificadas entre los productos « CMR » (cancerígenos, mutágenos y/o tóxicos para la reproducción) o que puedan serlo;

- la presencia simultánea de numerosas funciones aminas garantiza la formación de numerosos enlaces C-N con los grupos epoxi de la resina, que permiten la formación de una red epoxídica más compacta: esto da como resultado una estabilidad mejorada frente a las radiaciones y a las solicitaciones mecánicas de tipo compresión (estabilidad frente a la deformación) y, de manera más particular, una resistencia a la compresión no afectada tras la exposición a las radiaciones ionizantes;

- su cinética de reticulación, relativamente lenta y controlada (reactividad controlada) , permite controlar la reactividad durante la reticulación sin que la reactividad de los componentes reactivos se vea afectada por la eventual presencia de agua, y esto en ausencia de cualquier otra sustancia que absorba el agua que no sean los componentes reactivos del sistema epoxi-amina;

- se pueden emplear fácilmente a temperatura ambiente (10-40 ºC, de preferencia 15-30 ºC) , debido a su baja viscosidad, de preferencia inferior a 4 Pa.s a 25 ºC, y esto mediante la simple mezcla de los componentes.

Por « reticulación » se entiende la unión de cadenas de polímeros entre sí mediante puentes o enlaces químicos, con el fin de constituir una red macromolecular tridimensional con una masa molecular infinita y que presenta unas propiedades físico-químicas diferentes a las del polímero inicial. En el caso de las resinas termoendurecibles, estas pasan de un estado pastoso a un estado sólido. La reticulación es la consecuencia de la polimerización y es un proceso irreversible que da como resultado la obtención de un polímero tridimensional sólido, no fusible e insoluble.

En el caso de las resinas epoxi, la reticulación se lleva a cabo mediante la reacción con un endurecedor o, de manera más precisa, mediante la reacción de una composición de resina epoxi con una composición endurecedora (a base de aminas) exenta de amina aromática.

De acuerdo con una alternativa de la invención, dicha composición endurecedora puede carecer de agente endurecedor aromático.

La invención se refiere, por lo tanto, de acuerdo con un primer aspecto, a una composición de recubrimiento para el almacenamiento o el confinamiento de residuos tóxicos para el medio ambiente y/o la salud, que comprende una composición a base de resina epoxi y una composición endurecedora, comprendiendo dicha composición endurecedora un endurecedor constituido por al menos una aminoamida, careciendo dicha composición de recubrimiento de agente endurecedor de amina aromática.

En particular, dicha composición de recubrimiento puede carecer de agente endurecedor aromático.

Dicha amidoamina es el producto de la reacción entre una o varias polietilenopoliamina (s) alifáticas y uno o varios ácido (s) graso (s) mono- o poli-insaturados, y de manera más preferente entre unas oligoetilenoaminas y unos ácidos grasos mono- o poli-insaturados en C12-C18.

Dicha composición de recubrimiento carece de cualquier sustancia añadida que absorba el agua aparte de los compuestos reactivos del sistema epoxi-amina. En efecto, las amidoaminas presentes en la composición reactiva constituyen uno de los componentes reactivos del sistema epoxi-amina, y pueden reaccionar con el agua, mediante hidrólisis, lo que permite resolver el problema de la influencia del agua de escorrentía sobre el endurecimiento (es decir sobre la reacción de reticulación entre epoxi y amina) .

La composición de revestimiento comprende entre un 50 y un 80 %, en particular entre un 60 y un 70 %, en peso de composición a base de resina epoxi y entre un 20 y un 50 %, en particular entre un 30 y un 40 %, en peso de la composición endurecedora.

Composición endurecedora La composición endurecedora que se puede utilizar en la composición de recubrimiento de acuerdo con la invención comprende, de manera ventajosa, al menos una amidoamina poco reactiva, es decir que presenta una cinética de reticulación relativamente lenta y controlada. Se utilizará de preferencia una o varias amidoamina (s) con una vida útil de empleo hasta la gelificación, es decir hasta una viscosidad que tiende... [Seguir leyendo]

1. Composición de recubrimiento para el almacenamiento o el confinamiento de residuos tóxicos para el medio ambiente y/o la salud, caracterizada porque dicha composición de recubrimiento comprende entre un 50 y un 80 % en peso de una composición de resina a base de resina epoxi y entre un 20 y un 50 % en peso de una composición endurecedora que comprende un endurecedor constituido por al menos una amidoamina, careciendo dicha composición endurecedora de agente endurecedor de amina aromática y porque la composición endurecedora comprende un endurecedor constituido por al menos una amidoamina seleccionada entre los productos de reacción entre una o varias polietilenopoliamina (s) alifática (s) y uno o varios ácido (s) graso (s) mono- o poli-insaturados en C12-C18, y porque dicha resina epoxi tiene un grado de aromaticidad del orden de entre un 40 y un 50 %, expresado en porcentaje de átomos de carbono aromáticos con respecto al número total de átomos de carbono de la resina epoxi, y porque dicha composición carece de cualquier otra sustancia que absorba el agua, aparte de los componentes reactivos del sistema epoxi-amina.

2. Composición de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque dicha composición endurecedora carece de agente endurecedor aromático.

3. Composición de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizada porque la polietilenopoliamina alifática está seleccionada entre polietilenotetraminas y polietilenopentaminas.

4. Composición de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque la composición de resina comprende una resina epoxi cuya masa equivalente de epoxi está comprendida entre 190 y 210 g/mol.

5. Composición de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizada porque dicha resina epoxi es una resina resultante de la reacción entre el bisfenol A y/o el bisfenol F y la epiclorhidrina.

6. Composición de acuerdo con una de las reivindicaciones 4 o 5, caracterizada porque se utiliza como resina epoxi una mezcla de resina epoxi bifuncional y al menos una resina epoxi polifuncional con una funcionalidad superior a 2, de preferencia entre 2 y 5.

7. Composición de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 4 a 6, caracterizada porque se utiliza como resina epoxi una mezcla de resina que es el resultado de la reacción entre el bisfenol A y/o el bisfenol F y la epiclorhidrina y al menos una resina polifuncional.

8. Composición de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 4 a 7, caracterizada porque la composición de resina epoxi comprende al menos un aditivo seleccionado entre diluyentes reactivos o plastificantes, agentes tixotrópicos hidrófobos, agentes tensioactivos y agentes secuestrantes.

9. Composición de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizada porque el agente tixotrópico hidrófobo está seleccionado entre sílice pirogenada hidrófoba y arcilla modificada organófila.

10. Composición de acuerdo con una de las reivindicaciones 8 o 9, caracterizada porque el material de refuerzo está seleccionado entre fibras cortas de vidrio, fibras de carbono, fibras cerámicas y fibras orgánicas de síntesis.

11. Composición de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10, caracterizada porque la composición de resina comprende, con respecto al peso total de la composición de resina:

-entre un 70 y un 90 % en peso de una resina epoxi o de una mezcla de resina epoxi, de preferencia entre

un 85 y un 90 %; -entre un 5 y un 15 % en peso de un diluyente reactivo, de preferencia entre un 8 y un 12 %; -entre un 5 y un 15 % en peso de un diluyente plastificante, de preferencia entre un 5 y un 10 %; -entre un 0 y un 3 % en peso de un agente tixotrópico, de preferencia entre un 1 y un 2 %; y -entre un 0 y un 2 % de al menos un agente tensioactivo o agente secuestrante,

sin que la suma de los componentes de la composición de resina supere el 100 %.

12. Uso de una composición de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11 para la preparación de un bloque de residuo recubierto.

13. Uso de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizado porque dicho bloque de residuo recubierto comprende entre un 30 y un 60 % en peso de composición de recubrimiento y entre un 70 y un 40 % en peso de residuo.

14. Uso de acuerdo con una de las reivindicaciones 12 o 13, caracterizado porque dicho bloque de residuo recubierto está preparado mediante un procedimiento que comprende las etapas que consisten en:

(i) preparar una composición de recubrimiento mediante la mezcla de una composición de resina y de una

composición endurecedora tal y como se definen en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11; e (ii) incorporar el residuo a recubrir en dicha composición de recubrimiento; y

(iii) recubrir y reticular hasta la obtención de un bloque de residuo recubierto y endurecido.

15. Uso de acuerdo con la reivindicación 14, caracterizado porque se añade un aditivo de refuerzo a la composición de recubrimiento antes de la incorporación del residuo a recubrir.

16. Uso de acuerdo con una de las reivindicaciones 12 a 15, caracterizado porque el residuo a recubrir está en forma sólida o en forma semilíquida. 10

17. Uso de acuerdo con la reivindicación 16, caracterizado porque el residuo a recubrir es un residuo radiactivo o no radiactivo.

18. Uso de acuerdo con una de las reivindicaciones 16 o 17, caracterizado porque dicho residuo está seleccionado

entre resinas de intercambio iónico aniónicas o catiónicas y sus mezclas, barras de magnesio contaminadas, piezas metálicas irradiadas y cenizas radiactivas.

19. Uso de acuerdo con una de las reivindicaciones 16 o 17, caracterizado porque dicho residuo está seleccionado entre los metales pesados o los materiales que los contienen, proviniendo dichas piezas metálicas divididas del 20 desmantelamiento de talleres industriales y de los productos que generan o liberan sustancias nocivas.

20. Uso de acuerdo con una de las reivindicaciones 12 a 19, caracterizado porque se refiere al recubrimiento y al almacenamiento y/o al confinamiento de residuos tóxicos para la salud y/o para el medioambiente.