PT88239B - Processo para a producao de aglomerados de po de cortica sem adicao de colas, mediante pre-despolimerizacao da suberina e posterior polimerizacao por prensagem e aquecimento - Google Patents

Description

Os monómeros alifáticos (maioritários) são multifuncionais, o que apresenta interesse para as reacções de polimerização intermoleculares, sobre as quais já se efectun ram alguns estudos (por exemplo, YANES, J. F. ; Anales de Fisica y Química, Tomo 57 Β, 1961, P· 529-540).

A indústria corticeira produz actualmente os mais variados tipos de aglomerados, utilizando granulados de cortiça de diversas gamas de granulometria e os mais variados tipos de colas e processos de aglomeração empregues em função do tipo de aglomerado e das utilizações pretendidas.

Outro tipo de aglomerados já produzidos sem adição de cola envolve a compactação do granulado, através do qual se faz passar vapor de água sobreaquecido, que promove a exsudação dos componentes livres, ceras e taninos para a super fície dos grânulos, permitindo a aglomeração.

Qualquer destes processos, porém, apresenta inconvenientes, fundamentalmente quando se tenta aplicá-los a par tícuias de dimensões muito reduzidas, como habitualmente acontece tratando-se de desperdícios, como o pó de cortiça.

Partículas de dimensões muito pequenas têm uma ár específica superior à de partículas maiores; este facto, no caso da utilização de colas, envolve um aumento da quantidade necessária, dado haver uma maior superfície a cobrir. Ta' método não só não é rentável, como apresenta problemas técnicos, dadas as baixas tensões de vapor dos solventes das colas e as temperaturas envolvidas. Além deste aspecto, vulgarmente são utilizadas colas com componentes tóxicos, o qw por imposição da legislação de certos países, deverá ser reduzido ou eliminado. Por outro lado, a utilização de uma te» nologia semelhante à da fabricação do aglomerado negro para partículas muito pequenas, também se torna inviável, dado haver uma maior compactação do material que deixa poucos es

paços vazios que possam ser atravessados pelo vapor de água sobreaquecido.

presente invento anula estes inconvenientes pois utiliza como elemento aglutinante os próprios componentes da cortiça, ceras e monómeros da suberina, não tóxicos e con tensões de vapor muito superiores, que por pressão e calor são exsudados para a superfície das partículas, onde polimerizam promovendo a adesão das partículas uma às outras, facto que é tanto mais efectivo quanto maior fora área de contacto, permitindo ainda a utilização de outros tipos de partículas além das de cortiça e inclusivamente a adesão de películas de revestimento impermeáveis.

processo da presente invenção caracteriza-se por compreender fundamentalmente três operações em série:

a) um tratamento inicial das partículas de cortiça, em que se efectuaa despolimerização de suberina da cortiça, o que pode ser conseguido por vários métodos alternativos, e acidificação;

b) uma operação de eliminação total ou parcial do solvente; e

c) prensagem a quente, também com possibilidade de utilização de diferentes processos alternativos.

tratamento inicial de despolimerização da suberina na cortiça, pode ser realizado empregando qualquer das seguintes técnicas já conhecidas;

1) - Hidrólise alcalina em meio aquoso, que fundamentalmente consiste numa imersão das partículas de cortiça numa solução aquosa alcalina com agitação periódica ou contínua; pode ser efectuada a frio ou a quente e a sua duração é função da temperatura, dimensões das particu

las, concentração da solução alcalina utilizada, quantidade relativa de material a tratar e homogeneização da fase líquida, podendo variar entre algumas horas a alguns dias. São assim formados sabões que, por acidificação com um ácido adicionado numa quantidade que é função da concentração da solução alcalina utilizada, originam a formação dos ácidos gordos da cortiça.

2) - Hidrólise alcalina em meio alcoólico, que consiste em efectuar tratamento por reacção no seio de uma solução alcoólica alcalina, a quente, a que se segue uma acidificarão com um ácido, com anterior evaporação do alcoo] e cuja duração assim como a quantidade de ácido necessária dependem dos mesmos parâmetros que no caso anterior.

3) - Transesterificação com álcoois de baixo peso molecular e um catalisador alcalino, processo que se baseia no tratamento a quente das partículas de cortiça com uma solução habitualmente formada por metanol e um alcóxido de sódio ou de potássio, obtendo-se os ésteres mono méricos dos ácidos gordos da cortiça. Estes são então transformados nos respectivos ácidos por algum dos métodos anteriores.

Na operação seguinte faz-se a eliminação da fase líquida por evaporação do solvente e que se pode realizar por vários métodos alternativos, quer por aplicação de vácuo, quer por aquecimento. A temperatura deve ser relativamente baixa, de modo a que a polimerização dos componentes da cortiça seja nula, ou em muito pequena percentagem, e es tá relacionada com o período de secagem, sendo habitualmente inferior a 50°C. Embora possa ser efectuada uma filtração inicial de modo a eliminar a maior parte da fase líquida, tal não é conveniente, dado que parte das substâncias a polimerizar que são solúveis são arrastadas o que diminuirá a

qualidade do aglomerado final.

A terceira fase envolve uma prensagem com aquecimento; numa etapa inicial são exsudadas as substâncias que promovem a aglomeração e, numa etapa seguinte, tem ligar a polimerização dessas substâncias por efeito do calor.

aquecimento pode ser realizado por vários proces sos alternativos, podendo o aglomerado formado sofrer um pos. terior aquecimento em estufa.

Nesta fase, as temperaturas utilizadas devem variar entre 130²C e 200^sC, ou seja, uma temperatura acima do ponto de fusão dos ácidos gordos da cortiça, numa zona intermédia de fusão das ceras mas inferior à temperatura de início de carbonização das partículas.

A pressão aplicada, o tempo de prensagem a quente e de posterior aquecimento, e as temperaturas de funcionamento, dependem da humidade das partículas, da granulometria do material, da quantidade de material a aglomerar e do tipo de partículas, .que funcionarão como inerte e sua quantidade relativa, e ainda são função da espessura final pretendida para o aglomerado.

As misturas de partículas podem ser revestidas inferiormente e superiormente com uma película impermeável e resistente à temperatura de trabalho.

processo de acordo com a presente invenção origina um aglomerado rígido que com uma película de revestimento apropriada pode servir como decorativo e permitir o isolamento térmico e acústico, podendo ser utilizado em te— ctos falsos, revestimento de paredes, etc., numa utilização complementar à dos aglomerados já existentes.

EXEMPLO 1

Pé de cortiça obtido na zona de granulação e definido como pé da caldeira, com 50$ em peso de partículas com

uma granulometria inferior a 250 yum, e com uma massa voldmica de cerca de 233 Kg/m^ ê sujeito a uma hidrólise alcalina a frio, na proporção de 1,5 Kg deste material para 10 litros de uma solução aquosa de hidróxido de sódio a 4$, durante 72 horas, com agitação ocasional. Findo este tempo, acidifica-se com ácido sulfórico concentrado, até pH=4,5. Efectua— -se então uma secagem em estufa a 50^çC e humidade ambiente reduzida, atá um teor de humidade das partículas iguala cerca de 30$. 3,5 Kg deste material são colocados numa prensa de pratos aquecidos de 60x60 cm, atá uma altura de 2,5 cm e comprimidos com uma pressão de 15 Kgf/cm , durante 20 minutos e è temperatura de 130^QC, tendo o cuidado de utilizar um agente desmoldante ou película que evite a colagem aos pratos da prensa.

aglomerado obtido (com cerca de 0,65 cm de espejs sura) á aquecido numa estufa a 150-C durante 20 horas, a que se segue um periodo de arrefecimento e estabilização ao ar. Obtêm-se um aglomerado rígido com uma massa volómica de cerca de 1 000 Kg/rn^.

EXEMPLO 2

Trata-se o mesmo resíduo da indústria corticeira pelo mesmo processo anteriormente descrito. Seguidamente, o material obtido, tratado e seco á misturado com casca de arroz numa proporção de 2:3 θπ peso, num misturador durante 15 minutos.

No prato inferior de uma prensa de pratos aquecidos, á colocada uma pelicula de PVC de 0,6 mm de espessura sendo então colocada a mistura atá uma altura de 4cm, e col£ cando-se superiormente outra folha de PVC. Efectua—se então a prensagem com uma pressão de 15 Kgf/cm a uma temperatura de 135^eC, durante 20 minutos.

Obtám—se um aglomerado com cerca de 0,9 cm de espessura com a película de revestimento colada.

Claims (2)

1. REIVINDICAÇÕES:

   12. _ processo para a produção de aglomerados de pó de cortiça, sem adição de colas, caracterizado pelo facto de se efectuar uma pré-despolimerização da suberina da cortiça, com uma solução básica e acidificação, seguida de eliminação do solvente até se obter um determinado teor de humidade das partículas e posterior aglomeração por prensagem e aquecimento.

   22. - Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de a referida pré-despolimerização da suberina se realizar:

   a) Fazendo contactar as partículas de cortiça com uma solução aquosa alcalina (hidróxido de sódio ou hidróxido de potássio) até se completar a sua hidrólise alcalina aquo sa; ou

   b) Fazendo contactar as partículas de cortiça com uma solução alcoólica alcalina até se completar a sua hidrólise alcalina alcoólica; ou

   c) Realizando a transesterificação da suberina com um alcóxido de sódio ou de potássio e acidulando os compónentes _; hidrolisados.

   5^. - Processo de acordo com as reivindicações 1 e 2, caracterizado pelo facto de se realizar a referida hidrólise alcalina em meio aquoso a frio ou a quente, com uma duração habitualmente entre 5 horas e 72 horas, com agitação contínua ou periódica, e com uma concentração de preferência entre 0,1 e 10% em peso e posterior acidificação.

   42. - Processo de acordo com as reivindicações 1 e 2, caracterizado pelo facto de se realizar a referida hidrólise alcalina em meio alcoólico, preferivelmente etanol, à temperatura de ebulição do solvente, sob refluxo, com uma duração entre 15 minutos e 2 horas e concentração de preferência compreendida entre 0,1 e 8% em peso e posterior acidificação.

   52. - Processo de acordo com as reivindicações 1 e 2, caracterizado pelo facto de se efectuar a referida tran sesterificação com uma solução alcoólica, de álcoois de baixo peso molecular, contendo um alcóxido, geralmente de sódio, durante 30 minutos a 5 horas e com uma concentração preferivelmente compreendida entre 0,1 e 6% em peso e posterior aci dificação.

   6ã. - Processo de acordo com as reivindicações 3,

   4 e % caracterizado pelo facto da referida acidificação se realizar por adição de uma solução ácida, preferivelmente de ácido sulfúrico ou clorídrico, numa quantidade tal que se atinja um p’H final menor do que seis.

   7^â· - Processo de acordo com as reivindicações 1,
2. 2 e 6,caracterizado pelo facto de a eliminação da fase líqui da se realizar por filtração e secagem, mas preferencialmente apenas por secagem, podendo empregar-se vários métodos alternativos, quer envolvam aquecimento, quer envolvam vácuo, ou conjugação destes dois processos, a uma temperatura inferior ao do ponto de fusão dos monómeros da suberina e com a duração necessária para se atingir o grau de humidade pretendido, habitualmente inferior a 30%.

   8ã. - Processo de acordo com as reivindicações 1, 2, 6 e 7, caracterizado pelo facto de se efectuar uma prensagem e aquecimento das referidas partículas, com valores pre2 ferenciais respectivamente superiores a 12 Kgf/cm e entre 130°C e 200°C, e com uma duração habitualmente superior a 8 minutos.

   9- - Processo de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo facto de a seguir à prensagem a quente, se completar a polimerização do aglomerado formado mediante aquecimento posterior a temperaturas entre os 130^QC e os 200^çC, durante um tempo preferencialmente superior a 20h. ou correspondente num método alternativo.

   10- - Processo de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo facto de as partículas de cortiça poderem ser misturadas com outras partículas que funcionarão como inerte, numa quantidade relativa dependente da massa volámica e geometria dessas partículas.

   11- - Processo de acordo com as reivindicações 8 e 10, caracterizado pelo facto de as misturas de partículas poderem ser revestidas antes da prensagem com uma película impermeável e resistente, que adere ao aglomerado.