Composite para la fabricación de elementos estructurales a base de polímeros termoplásticos procedentes de materiales reciclados.

La presente invención se refiere a un nuevo composite para la fabricación de elementos estructurales caracterizado por comprender al menos dos polímeros termoplásticos procedentes de materiales reciclados y al menos una carga seleccionada entre cargas minerales y fibras de refuerzo, o cualquier combinación de las mismas.Será asimismo un segundo objeto de esta invención un elemento estructural caracterizado por comprender dicho composite, así como el método de fabricación del mismo

Composite para la fabricación de elementos estructurales a base de polímeros termoplásticos procedentes de materiales reciclados.

Campo de la invención

La presente invención pertenece al campo de los composites y, más en particular, al desarrollo de composites especialmente adecuados para la fabricación de palets y otros elementos estructurales o artículos de gran rigidez estructural.

Estado de la técnica previa a la invención

Actualmente, en el mercado, existe una gran variedad de palets para su uso en el almacenamiento y transporte de cargas. Tradicionalmente, la fabricación de palets se ha llevado a cabo a partir de madera. Sin embargo, este material, si bien ofrece ciertas ventajas, presenta el inconveniente de no estar autorizado para el transporte y almacenamiento de productos alimentarios, así como para el transporte destinado a la exportación, sin haber sido sometido a un proceso previo de desinfección.

Debido a estos inconvenientes, en los últimos años se ha favorecido el desarrollo de nuevos materiales, entre los que cabe destacar los plásticos. Entre los materiales plásticos más utilizados se encuentra el polipropileno (PP), aunque también son frecuentes las mezclas de polietilenteraftalato (PET) con polietileno (PE) de alta densidad. Estos polímeros ofrecen la posibilidad de ser reciclados, pudiendo proceder de diferentes fuentes como, por ejemplo, carcasas de baterías o parachoques de vehículos automóviles.

Con el fin de conseguir la suficiente rigidez en los productos finales, los polímeros citados suelen reforzarse con porcentajes importantes de aditivos minerales en forma de polvo como, por ejemplo, el carbonato cálcico o el talco. Estas formulaciones consiguen módulos elásticos del orden de 1 a 1,5 GPa, obteniéndose palets adecuados únicamente para soportar cargas livianas almacenadas en estanterías con apoyo en ambos extremos puesto que, en caso de tratarse de cargas de mayor peso, las grandes flechas a las que se verían sometidos los palets podrían poner en peligro su estabilidad.

De este modo, si bien se han desarrollado nuevos materiales capaces de incrementar la rigidez de los materiales plásticos mediante el empleo, entre otros, de polímeros de una mayor rigidez como, por ejemplo, el PET, estos materiales sin embargo adolecen, en general, de una gran fragilidad al impacto.

Es, por tanto, objeto de esta invención, presentar un nuevo composite especialmente adecuado para su utilización en palets y otros elementos estructurales o artículos de gran rigidez estructural. Este nuevo composite presenta importantes ventajas frente a otros materiales similares del estado de la técnica entre las que cabe mencionar, por ejemplo, su reducido coste, así como su elevada rigidez y resistencia al impacto, lo que permite desarrollar palets y otros artículos capaces de soportar cargas en estantería de hasta 2000 kg/m², cumpliendo con lo establecido en la norma ISO 8611.

Descripción de la invención

La presente invención se refiere por tanto a un nuevo composite para la fabricación de elementos estructurales caracterizado por comprender al menos dos polímeros termoplásticos procedentes de materiales reciclados y al menos una carga seleccionada entre cargas minerales y fibras de refuerzo, o cualquier combinación de las mismas.

De manera preferida, los polímeros termoplásticos serán seleccionados entre polietileno de alta densidad y polietileno de baja densidad, así como cualquiera de sus combinaciones.

Preferentemente, el polietileno de baja densidad en el composite se encontrará comprendido entre un 30 y un 70%, y más preferentemente, entre un 50 y un 60% del peso total, y procederá de manera preferida de residuos urbanos, más preferiblemente, de envases TetraPak.

Por su parte, el polietileno de alta densidad se encontrará comprendido en el composite, preferentemente, entre un 10 y un 50% y, más preferentemente, entre un 15 y un 30% de su peso total. En este caso, el polietileno de alta densidad procederá, de manera preferida, de residuos reciclados como, por ejemplo, residuos urbanos de botellas y tapones.

Los porcentajes respecto a los polímeros termoplásticos anteriormente señalados corresponden a la proporción sinérgica adecuada para que, una vez dichos polímeros sean combinados, cristalicen en forma de redes interpenetrables, logrando así maximizar la rigidez de la mezcla final obtenida. De este modo, es posible conseguir composites con la resistencia y rigidez adecuadas, una vez añadidas las cargas también presentes en su formulación.

Dentro de estas cargas, las cargas minerales consistirán, de manera preferida, en cargas seleccionadas de entre las habitualmente utilizadas en el procesado de plásticos. De este modo, dichas cargas serán seleccionadas, preferentemente, de un grupo que consiste en, al menos, carbonato cálcico, talco, arcillas y partículas metálicas, preferentemente, aluminio, así como cualquier combinación de las anteriores. De manera más preferida, dichas cargas serán seleccionadas de un grupo que consiste en residuos de serrín de madera y residuos de naturaleza mineral y de polímeros termoestables finamente divididos, así como cualquier combinación de los anteriores. Entre el grupo anterior cabe citar, por ejemplo, las cenizas de combustión o el polvo de lijado de composites termoestables como las resinas epoxi o poliéster.

Por otra parte, las fibras de refuerzo son seleccionadas, preferentemente, de un grupo que consiste en fibras de vidrio, carbono, aramida, boro y basalto, o cualquier combinación de las anteriores. Adicionalmente, cualquier fibra conocida que presente un módulo elástico superior a 40 GPa podrá ser asimismo utilizada. De manera preferida, estas fibras procederán de residuos de producción o reciclado de materiales composites o de productos postconsumo.

El porcentaje de las cargas añadidas en el material final estará comprendido, preferentemente, entre un 10 y un 50% y, más preferentemente, entre un 20 y un 40% del peso final.

Asimismo, en una realización preferente de la invención, dicho composite podrá asimismo comprender otros polímeros, preferentemente, polímeros de adhesión o agentes compatibilizantes capaces de mejorar, en la proporción adecuada, la adhesión entre los polímeros termoplásticos y las cargas. De manera preferida, dicho polímero de adhesión será seleccionado entre los polímeros de adhesión ampliamente conocidos y existentes en el mercado. Preferente, dicho polímero de adhesión será seleccionado de un grupo que consiste en polímeros de polietileno y polipropileno que contienen grupos polares de injerto; copolímeros de etileno y ácido acrílico o metacrílico; copolímeros de etileno y acrilatos o acetatos; derivados del metacrilato de glicidilo y copolímeros de estireno-etileno-butadieno-estireno (SEBS) que contienen grupos polares de injerto, así como cualquier combinación de los anteriores. Respecto a los grupos polares de injerto, dichos grupos consistirán, de manera más preferida, en ácido acrílico o anhídrido maleico.

En una realización preferida de la invención, los polímeros termoplásticos de baja densidad procederán, preferentemente, de residuos de envases TetraPak o similares, conformados por 75% de cartón, 20% de polietileno de baja densidad y 5% aluminio, de manera que, una vez extraído el cartón, sea posible conseguir una mezcla de, aproximadamente, 80% polietileno de baja densidad y 20% de aluminio. De manera particular, también podrán ser utilizados films agrícolas de polietileno de baja densidad. En este caso, las cargas minerales consistirán, preferentemente, en carbonato cálcico o talco; cenizas de combustiones procedentes de procesos industriales o de producción de energía a partir de combustibles sólidos; así como polvo de lijado procedente de procesos industriales como la fabricación de composites de resinas epoxi o poliéster, entre otras posibilidades.

Respecto al polietileno de alta densidad, éste procederá, preferentemente, de residuos postconsumo de botellas sopladas.

En una realización especialmente preferida de la invención, el composite se caracterizará por comprender 48% de polietileno de baja densidad, 29% de polietileno de alta densidad, 20% de fibra de vidrio y 3% de polímero de adhesión.

Será asimismo un segundo objeto de esta invención un palet caracterizado por comprender en su formulación el nuevo composite anteriormente descrito. De manera adicional, será... [Seguir leyendo]

1. Composite para la fabricación de elementos estructurales caracterizado por comprender al menos dos polímeros termoplásticos procedentes de materiales reciclados y al menos una carga seleccionada entre cargas minerales y fibras de refuerzo, o cualquier combinación de las mismas.

2. Composite, de acuerdo a la reivindicación 1, donde los polímeros termoplásticos consisten en polietileno de alta densidad y polietileno de baja densidad.

3. Composite, de acuerdo a la reivindicación 2, donde el polietileno de alta densidad se encuentra comprendido entre un 10 y un 50% del peso total y el polietileno de baja densidad entre un 30 y un 70% respecto al peso total del composite.

4. Composite, de acuerdo a la reivindicación 2 o 3, donde el polietileno de baja densidad procede de residuos de envase TetraPak.

5. Composite, de acuerdo a la reivindicación 2 o 3, donde el polietileno de alta densidad procede de residuos urbanos de botellas y tapones.

6. Composite, de acuerdo a una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde las cargas minerales son seleccionadas de un grupo que consiste, al menos, en carbonato cálcico, talco, arcillas y partículas metálicas, así como cualquier combinación de las anteriores.

7. Composite, de acuerdo a una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, donde las cargas minerales son seleccionadas de un grupo que consiste en residuos de serrín de madera, residuos de naturaleza mineral y residuos de polímeros termoestables, así como cualquier combinación de los anteriores.

8. Composite, de acuerdo a una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde las fibras de refuerzo son seleccionadas de un grupo que consiste en fibras de vidrio, carbono, boro, aramida y basalto, así como cualquier combinación de las anteriores.

9. Composite, de acuerdo a la reivindicación 8, donde dichas fibras de refuerzo proceden de residuos industriales de fabricación o reciclado de materiales composites.

10. Composite, de acuerdo a una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el porcentaje de las cargas se encuentra comprendido entre un 10 y un 50% del peso final del composite.

11. Composite, de acuerdo a una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende, además, al menos un polímero adhesivo.

12. Elemento estructural caracterizado por comprender un composite de acuerdo a una cualquiera de las reivindicaciones anteriores.

13. Elemento estructural, de acuerdo a la reivindicación 12, donde dicho elemento estructural es seleccionado de un grupo que consiste en palets, marcos estructurales de mobiliario, vallas de protección, elementos de mobiliario urbano, vallas de obra y vallas urbanas, perchas colgadoras de ropa, secadores de ropa de interior, recogedores de polvo, mangos para útiles domésticos y elementos de señalización vial.

14. Método de fabricación de un composite de acuerdo a una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado por comprender las siguientes etapas: