ABTB SP 2009

“ “ REDUÇÃO NAS QUANTIDADES DE REDUÇÃO NAS QUANTIDADES DE

ÓXIDO DE ZINCO EM COMPOSTOS DE ÓXIDO DE ZINCO EM COMPOSTOS DE

BORRACHA, ATENDENDO AS NOVAS BORRACHA, ATENDENDO AS NOVAS

EXIGÊNCIAS AMBIENTAIS EXIGÊNCIAS AMBIENTAIS

INTERNACIONAIS ”INTERNACIONAIS ”

ABTB SP ABTB SP

20092009

EDSON ALVES VIANNAEDSON ALVES VIANNA

CONSUMO:CONSUMO:

Europa = 250.000 ton/ano.Europa = 250.000 ton/ano.

USOS EM COMPOSTOS DE USOS EM COMPOSTOS DE

BORRACHA:BORRACHA:

ATIVADOR DE VULCANIZAÇÃO:ATIVADOR DE VULCANIZAÇÃO: Maior uso. Maior uso.

Entra na quase totalidade dos compostos Entra na quase totalidade dos compostos

curados com enxofre. Normalmente usa-se 5 phr.curados com enxofre. Normalmente usa-se 5 phr.

AGENTE DE RETICULAÇÃO:AGENTE DE RETICULAÇÃO: em polímeros em polímeros

clorados e carboxilados.clorados e carboxilados.

OSCILAÇÃO DOS PREÇOSOSCILAÇÃO DOS PREÇOS: :

Vem ocorrendo em nível mundial. ( menos importante )Vem ocorrendo em nível mundial. ( menos importante )

IMPACTO AMBIENTAL:IMPACTO AMBIENTAL:

Pressão por redução de teores, principalmente pela ação sobre Pressão por redução de teores, principalmente pela ação sobre

ambientes aquáticos.ambientes aquáticos.

PROJETO “ECOZINC”PROJETO “ECOZINC”: :

OBJETIVOOBJETIVO:: reduzir derivados de Zinco, principalmente Óxido de reduzir derivados de Zinco, principalmente Óxido de

Zinco, em uma ampla gama de produtos. Nestes, estão inclusos Zinco, em uma ampla gama de produtos. Nestes, estão inclusos

os compostos de borracha.os compostos de borracha.

LME - EVOLUÇÃO DOS PREÇOS DO ZINCO:LME - EVOLUÇÃO DOS PREÇOS DO ZINCO:07/2008 A 07/200907/2008 A 07/2009

Atualmente: pressão por reduçãoAtualmente: pressão por redução

Futuramente: provável restriçãoFuturamente: provável restrição

Seres humanos : Falta é pior que excessoSeres humanos : Falta é pior que excesso

Ambientes aquáticos : Afeta fortemente Algas, peixes, Ambientes aquáticos : Afeta fortemente Algas, peixes, Invertebrados , etc. Invertebrados , etc.

Concentração : de 40 ppb a 60.000 ppb, dependendo do Concentração : de 40 ppb a 60.000 ppb, dependendo do meio, pode representar toxicidade aguda .meio, pode representar toxicidade aguda .

Bio-cumulativoBio-cumulativo

EPA : environmental protection agency - USA : Rejeitou EPA : environmental protection agency - USA : Rejeitou retirada do Zn da lista de produtos tóxicosretirada do Zn da lista de produtos tóxicos . .

É uma questão com relativa complexidadeÉ uma questão com relativa complexidade

Existem várias possibilidadesExistem várias possibilidades

NOSSO OBJETIVO : Oferecer uma opção NOSSO OBJETIVO : Oferecer uma opção viável técnica e economicamente viável técnica e economicamente

Há 3 processos principais para produção do ZnO:Há 3 processos principais para produção do ZnO:

- AMERICANO ou DIRETO:AMERICANO ou DIRETO: Sucata ou minério de Sucata ou minério de

Zinco é fundido, reduzido com carvão e diretamente Zinco é fundido, reduzido com carvão e diretamente

re-oxidado.re-oxidado.

– FRANCÊS ou INDIRETO:FRANCÊS ou INDIRETO: A cinza do Zinco é A cinza do Zinco é

vaporizada e o vapor oxidado usando Oxigênio.vaporizada e o vapor oxidado usando Oxigênio.

– PRECIPITAÇÃO ou AQUOSO:PRECIPITAÇÃO ou AQUOSO: Uma solução Uma solução

purificada de Cloreto de Zinco é precipitada em purificada de Cloreto de Zinco é precipitada em

Hidróxido de Zinco ou Carbonato e então calcinado Hidróxido de Zinco ou Carbonato e então calcinado

resultando num Óxido de Zinco altamente ativo.resultando num Óxido de Zinco altamente ativo.

ALTA ATIVIDADE:ALTA ATIVIDADE: Grande área superficial e Grande área superficial e

baixos níveis de metais pesados.baixos níveis de metais pesados.

ÁREA SUPERFICIAL:ÁREA SUPERFICIAL: até 5 vezes maior, mas até 5 vezes maior, mas

dosagem não pode ser reduzida dosagem não pode ser reduzida

proporcionalmente.proporcionalmente.

NOVA TECNOLOGIA:NOVA TECNOLOGIA: Novo produto foi Novo produto foi

desenvolvido. Mantém a alta atividade de um desenvolvido. Mantém a alta atividade de um

óxido ativo, revestindo a superfície de um óxido ativo, revestindo a superfície de um

núcleo que não tem Zinco.núcleo que não tem Zinco.

Atividade e Área superficial:

Carbonato de Cálcio revestido com Carbonato de Cálcio revestido com 55% de um Óxido de Zinco 55% de um Óxido de Zinco altamente ativo, com uma área altamente ativo, com uma área superficial de 20 a 30 m²/g.superficial de 20 a 30 m²/g.

PROPRIEDADES PROPRIEDADES ISOQURE ZnO 25 CC:ISOQURE ZnO 25 CC:

CaCOCaCO33 aumento1000xaumento1000x

IsoQure ZnO 25 CC IsoQure ZnO 25 CC aumento 1000xaumento 1000x

CaCOCaCO33 aumento 5000xaumento 5000x

IsoQure ZnO 25 CC IsoQure ZnO 25 CC aumento 5000xaumento 5000x

Comparações foram feitas em Comparações foram feitas em vários compostos com ZnO vários compostos com ZnO

convencional, IsoQure ZnO 25 CC e convencional, IsoQure ZnO 25 CC e ZnO Ativo.ZnO Ativo.

EPDM: Composto altamente carregado, com sistema de cura livre de nitrosamina:

Composto 1Composto 1 Composto Composto 22 Composto Composto 33 Composto Composto 44 Composto Composto 55

EPDMEPDM 100 pphr100 pphr 100 pphr100 pphr 100 pphr100 pphr 100 pphr100 pphr 100 pphr100 pphr

Black N 550Black N 550 50 pphr50 pphr 50 pphr50 pphr 50 pphr50 pphr 50 pphr50 pphr 50 pphr50 pphr

Black N 990Black N 990 50 pphr50 pphr 50 pphr50 pphr 50 pphr50 pphr 50 pphr50 pphr 50 pphr50 pphr

Sillitin N 85Sillitin N 85 880 pphr0 pphr 880 pphr0 pphr 880 pphr0 pphr 880 pphr0 pphr 880 pphr0 pphr

Stearic AcidStearic Acid 33 pphr pphr 33 pphr pphr 33 pphr pphr 33 pphr pphr 33 pphr pphr

Paraffinic OilParaffinic Oil 4545 pphr pphr 4545 pphr pphr 4545 pphr pphr 4545 pphr pphr 4545 pphr pphr

Isogran® CLD-80Isogran® CLD-80 1.61.6 pphr pphr 1.61.6 pphr pphr 1.61.6 pphr pphr 1.61.6 pphr pphr 1.61.6 pphr pphr

Isogran® CBS-80Isogran® CBS-80 0.60.6 pphr pphr 0.60.6 pphr pphr 0.60.6 pphr pphr 0.60.6 pphr pphr 0.60.6 pphr pphr

Isogran® ZDTP-50Isogran® ZDTP-50 3 pphr3 pphr 3 pphr3 pphr 3 pphr3 pphr 3 pphr3 pphr 3 pphr3 pphr

MBTMBT 0.50.5 pphr pphr 0.50.5 pphr pphr 0.50.5 pphr pphr 0.50.5 pphr pphr 0.50.5 pphr pphr

IsoQure® ZnO 25 IsoQure® ZnO 25 CCCC

2 pphr2 pphr

IsoQure® ZnO 25 IsoQure® ZnO 25 CCCC

4 pphr4 pphr

IsoQure® ZnO IsoQure® ZnO Active 50Active 50

2 pphr2 pphr

IsoQure® ZnO IsoQure® ZnO Active 50Active 50

4 pphr4 pphr

ZnO Processo ZnO Processo FrancêsFrancês

6 pphr6 pphr

Tabela -1

Vulcanisation at 170°C

0

1

2

3

4

5

6

7

25 CC 2 pphr 25 CC 4 pphr Active 2 pphr Active 4 pphr FP 6 pphr

Min

ute

s Scorch Ts2 in minutes

T 90 in minutes

T 98 in minutes

Figura-1

EPDM: Composto altamente carregado, com sistema de cura livre de nitrosamina


62

63

64

65

66

67

68

69


Hardness ShA

Hardness ShA after ageing

Figura-2


6,2

6,4

6,6

6,8

7

7,2

7,4

7,6

7,8

8


Tensile in MPA

Tensile in MPa after ageing

Figura-3


0

100

200

300

400

500

600

700

800

900


Elongation in %

Elongation in % after ageing

Figura-4

Teste preliminar em um composto para Pneu:

NRNR 80,0 phr80,0 phr

BRBR 20,0 phr20,0 phr

Black N 330Black N 330 60,0 phr60,0 phr

Óleo AromáticoÓleo Aromático 10,0 phr10,0 phr

EstearinaEstearina 2,0 phr2,0 phr

AntioxidanteAntioxidante 2,0 phr2,0 phr

Resina de EstirenoResina de Estireno 4,0 phr4,0 phr

PVIPVI 0,2 phr0,2 phr

Cera de parafinaCera de parafina 3,0 phr3,0 phr

TBBSTBBS 1,0 phr1,0 phr

EnxofreEnxofre 2,4 phr2,4 phr

ZnO 25 CCZnO 25 CC 4,0 phr4,0 phr

ZnO White SealZnO White Seal 4,0 phr4,0 phr

ZnO AtivoZnO Ativo 4,0 phr4,0 phr

Tabela-2


ResultadosResultados WS ZnOWS ZnO 25 CC25 CC Active ZnOActive ZnO

Dureza, shore ADureza, shore A 6666 6767 6666

100% modulus, MPa100% modulus, MPa 2.042.04 2.152.15 2.052.05

200% modulus200% modulus 5.015.01 5.145.14 5.735.73

300% modulus300% modulus 9.019.01 9.119.11 9.719.71

400% modulus400% modulus 13.3013.30 13.6413.64 14.3314.33

500% modulus500% modulus 17.8917.89 18.1118.11 18.6618.66

Tensão de RupturaTensão de Ruptura 18.5518.55 18.7218.72 19.9319.93

Alongamento, %Alongamento, % 518518 517517 555555

Torque 1.5Torque 1.500 160 16000C, dNmC, dNm

MLML 8.408.40 8.778.77 9.09.0

MHMH 67.0467.04 68.7568.75 68.468.4

Tempo de cura, minTempo de cura, min

tsts22 4.634.63 4.044.04 4.544.54

tt9090 8.588.58 7.887.88 8.428.42

Rasgamento, N/mmRasgamento, N/mm 91.391.3 106.3106.3 90.290.2

Abrasão, DIN (Perda de Abrasão, DIN (Perda de volume mmvolume mm33))

49.649.6 37.637.6 38.838.8

Tabela-3


Figura-5

Propriedades Físicas:

010203040506070

Dureza ShA

R. TraçãoMpa

Módulo300%

MPA

ZnO 25 CC

ZnO White Seal

Zno Active

ENSAIOS FEITOS NO BRASIL EM EPDM E SBRENSAIOS FEITOS NO BRASIL EM EPDM E SBR(Laboratórios da Flexsys)(Laboratórios da Flexsys)

INGREDIENTES: INGREDIENTES: EPDM ISOQUREEPDM ISOQURE EPDM ZnOEPDM ZnO SBR ISOQURESBR ISOQURE SBR ZnOSBR ZnO

EPDM KELTAN 96EPDM KELTAN 96 150 150 150 150 - - - -

SBR 1502 SBR 1502 - - - - 100 100 100 100

Sillitin N85 Sillitin N85 30 30 30 30 30 30 30 30

N. Fumo N-550 N. Fumo N-550 100 100 100 100 - - - -

N. Fumo N-772 N. Fumo N-772 - - - - 80 80 80 80

Dispergator FL Dispergator FL 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5 1,5

Estearina Estearina 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0 1,0

Oleo Parafmico Oleo Parafmico - - - - 10 10 10 10

IsoQure ZnO 25 CC IsoQure ZnO 25 CC 2,5 2,5 - - 2,5 2,5 - -

Óx. Zinco 99,5 % Óx. Zinco 99,5 % - - 5,0 5,0 - - 5,0 5,0

Perkacit ZDEC Perkacit ZDEC 0,4 0,4 0,4 0,4 - - - -

Perkacit TMTD Perkacit TMTD 0,4 0,4 0,4 0,4 0,5 0,5 0,5 0,5

Perkacit MBT Perkacit MBT 1,0 1,0 1,0 1,0 - - - -

Enxofre Enxofre 1,0 1,0 1,0 1,0 1,5 1,5 1,5 1,5

Perkacit MBTS Perkacit MBTS - - - - 2,0 2,0 2,0 2,0

PROPRIEDADES REOLÓGICAS 170ºCPROPRIEDADES REOLÓGICAS 170ºC

PROPRIEDADES: PROPRIEDADES: EPDM ISOQUREEPDM ISOQURE EPDM ZnOEPDM ZnO SBR ISOQURESBR ISOQURE SBR ZnOSBR ZnO

Tempo de Cura T 90, min Tempo de Cura T 90, min 3,52 3,52 3,42 3,42 2,45 2,45 2,70 2,70

Tempo de Scorch T 31, min Tempo de Scorch T 31, min 0,55 0,55 0,53 0,53 0,76 0,76 0,73 0,73

Torque Máximo MH, lb-in Torque Máximo MH, lb-in 17,91 17,91 17,87 17,87 17,77 17,77 18,87 18,87

Torque Mínimo ML, lb-in Torque Mínimo ML, lb-in 2,68 2,68 2,76 2,76 1,61 1,61 1,67 1,67

PROPRIEDADES FÍSICAS :PROPRIEDADES FÍSICAS :

Propriedades: Propriedades: EPDM EPDM ISOQURE ISOQURE

EPDM EPDM ZnOZnO

SBR SBR ISOQURE ISOQURE

SBR SBR ZnO ZnO

Norma: Norma:

Tensão de Ruptura, MPa Tensão de Ruptura, MPa 16,38 16,38 16,35 16,35 15,75 15,75 15,55 15,55 ASTMD 4l2-98a ASTMD 4l2-98a

Alongamento, % Alongamento, % 529,6 529,6 522,6 522,6 358,7 358,7 338,3 338,3 ASTM D 412-98a ASTM D 412-98a

Módulo 100 %, MPa Módulo 100 %, MPa 3,11 3,11 3,18 3,18 3,35 3,35 3,60 3,60 ASTM D 412-98a ASTM D 412-98a

Módulo 200 %, MPa Módulo 200 %, MPa 6,78 6,78 6,83 6,83 8,43 8,43 8,81 8,81 ASTM D 412-98a ASTM D 412-98a

Módulo 300 %, MPa Módulo 300 %, MPa 10,00 10,00 9,97 9,97 13,74 13,74 14,24 14,24 ASTMD 412-98a ASTMD 412-98a

Dureza, Shore A Dureza, Shore A 68,5 68,5 69,0 69,0 66,5 66,5 68,0 68,0 ASTM D 2240-03 ASTM D 2240-03

Rasgamento, Kgf/cm Rasgamento, Kgf/cm 45,4 45,4 44,7 44,7 32,8 32,8 34,8 34,8 ASTM D 624-00c ASTM D 624-00c

Resiliência, %Resiliência, % 4343 4343 4343 4444 DIN 53512 DIN 53512

EPDM – ENVELHECIMENTO (70 H, 100ºC)EPDM – ENVELHECIMENTO (70 H, 100ºC)

Propriedades: Propriedades: EPDM ISOQURE EPDM ISOQURE EPDM ZnO EPDM ZnO Norma: Norma:

Tensão de Ruptura, MPa Tensão de Ruptura, MPa 16,60 16,60 16,28 16,28 ASTMD 412-98a ASTMD 412-98a

Var. Tensão, % Var. Tensão, % + + 1,3 1,3 - 0,4 - 0,4 ASTM D573-99 ASTM D573-99

Alongamento, % Alongamento, % 278,7 278,7 279,3 279,3 ASTMD 412-98a ASTMD 412-98a

Var. Alongamento, % Var. Alongamento, % - 47,3 - 47,3 - 46,5 - 46,5 ASTM D573-99 ASTM D573-99

Dureza, Shore A Dureza, Shore A 72,072,0 72,0 72,0 ASTM D 2240-03 ASTM D 2240-03

Var. Dureza, pontos Var. Dureza, pontos + + 3,5 3,5 + + 3,0 3,0 ASTM D573-99 ASTM D573-99

SBR – ENVELHECIMENTO (70 H, 70ºC)

Propriedades: Propriedades: SBR ISOQURE SBR ISOQURE SBR ZnO SBR ZnO Norma: Norma:

Tensão de Ruptura, MPa Tensão de Ruptura, MPa 15,60 15,60 16,04 16,04 ASTMD 412-98a ASTMD 412-98a

Var. Tensão, % Var. Tensão, % -0,9 -0,9 + + 3,1 3,1 ASTM D573-99 ASTM D573-99

Alongamento, % Alongamento, % 239,2 239,2 226,2 226,2 ASTMD 412-98a ASTMD 412-98a

Var. Alongamento, % Var. Alongamento, % - 33,3 - 33,3 - 33,1 - 33,1 ASTM D573-99 ASTM D573-99

Dureza, Shore A Dureza, Shore A 72,0 72,0 72,0 72,0 ASTM D 2240-03 ASTM D 2240-03

Var. Dureza, pontos Var. Dureza, pontos +5,0+5,0 +4,0 +4,0 ASTM D573-99 ASTM D573-99

TESTES INICIAIS:TESTES INICIAIS:

Evidenciam eficiência na substituição de diversos tipos Evidenciam eficiência na substituição de diversos tipos

de Óxidos de Zinco.de Óxidos de Zinco.

ISOQURE ZnO 25 CC X ZnO COMUM:ISOQURE ZnO 25 CC X ZnO COMUM:

Redução de 72% do teor efetivo de Óxido de Zinco.Redução de 72% do teor efetivo de Óxido de Zinco.

ISOQURE ZnO 25 CC X ZnO ATIVO:ISOQURE ZnO 25 CC X ZnO ATIVO:

Redução de 45% do teor de ZnO ativo.Redução de 45% do teor de ZnO ativo.

REDUÇÃO DE PESO ESPECÍFICO:REDUÇÃO DE PESO ESPECÍFICO:

ZnO comum: 5,6ZnO comum: 5,6

Isoqure ZnO 25 CC: 3,7Isoqure ZnO 25 CC: 3,7

Vantagem econômica, com densidade 34% menor.Vantagem econômica, com densidade 34% menor.

Custo do ZnO representa algo entre 1 % a Custo do ZnO representa algo entre 1 % a 2,5% na formula .2,5% na formula .

Varia muito de composto. Depende do Varia muito de composto. Depende do total de phrtotal de phr

Substituição representa redução de custo Substituição representa redução de custo devido a densidade ou no mínimo, um devido a densidade ou no mínimo, um custo equivalente.custo equivalente.

IMPACTO AMBIENTAL:IMPACTO AMBIENTAL: Adequação às novas Adequação às novas

tendências e exigências que estão surgindo no tendências e exigências que estão surgindo no

mercado mundial.mercado mundial.

PADRONIZAÇÃO:PADRONIZAÇÃO: Um só produto pode ser usado Um só produto pode ser usado

em substituição ao ZnO convencional ou ao ativo.em substituição ao ZnO convencional ou ao ativo.

ECONÔMICO:ECONÔMICO: Menor teor de Zinco, que tem tido Menor teor de Zinco, que tem tido

forte variação de preços, além do ganho forte variação de preços, além do ganho

significativo na densidade do produto.significativo na densidade do produto.

MUITOMUITO

OBRIGADO!OBRIGADO!

MUITOMUITO

OBRIGADO!OBRIGADO!

CONTATO :CONTATO :

FONE : (51) 3568-1030 – RSFONE : (51) 3568-1030 – RS

FONE : (11) 4451-0999 – SPFONE : (11) 4451-0999 – SP

EMAIL : EMAIL : [email protected]

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