ES2221964T3 - Procedimiento para la fabricacion de particulas expandibles de polimeros de estireno. - Google Patents
Procedimiento para la fabricacion de particulas expandibles de polimeros de estireno.Info
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Abstract
PROCEDIMIENTO DE PRODUCCION DE PARTICULAS EXPANSIBLES DE POLIMEROS DE ESTIRENO, CON CARACTERISTICAS DE PROCESABILIDAD MEJORADAS, QUE COMPRENDE: I) PRODUCIR PARTICULAS EXPANSIBLES DE POLIMEROS DE ESTIRENO, QUE CONTIENEN ENTRE 2 Y 20 % DE UN AGENTE EXPANSOR INCORPORADO; II) CUBRIR DICHAS PARTICULAS CON UN AGENTE ANTIESTATICO EN UNA CANTIDAD INFERIOR AL 1 % EN PESO; III) FRICCIONAR VIGOROSAMENTE LAS PARTICULAS EN UN APARATO MEZCLADOR, A FIN DE CALENTAR SU SUPERFICIE, EN UN TIEMPO CORTO, MEDIANTE SIMPLE FRICCION MECANICA; IV) DESCARGAR LAS PARTICULAS ASI TRATADAS A PARTIR DEL APARATO MEZCLADOR.
Description
Procedimiento para la fabricación de partículas
expandibles de polímeros de estireno.
La presente invención se refiere a un
procedimiento para la fabricación de partículas expandibles de
polímeros de estireno que presentan características de
procesabilidad mejoradas.
Más específicamente, la presente invención se
refiere a un procedimiento para la fabricación de partículas o
perlas expandibles de polímeros de estireno particularmente
adecuadas para el moldeo de productos finales y bloques que
presentan un aspecto de superficie excelente, con una baja
contracción, un alto grado de sinterización y con un tiempo de
permanencia en el molde relativamente corto.
La fabricación de partículas expandibles de
polímeros de estireno, en particular poliestireno, es bien conocida
en la técnica. Comprende esquemáticamente las fases siguientes:
- -
- incorporación en el polímero, en la fase de polimerización, o después, de un agente de expansión que hierve a una temperatura inferior al punto de reblandecimiento del polímero;
- -
- lavado del polímero y centrifugación;
- -
- secado con aire;
- -
- clasificación con la separación de las fracciones homogéneas (con la posible ayuda de un agente antiestático);
- -
- deposición del revestimiento;
- -
- embalaje.
El procedimiento de transformación de los
polímeros expandibles de estireno también es bien conocido en la
técnica. Esencialmente consiste en las siguientes etapas
operativas:
- -
- pre-expansión con vapor a 100-105ºC. La expansión se obtiene calentando hasta una temperatura superior al punto de ebullición del agente de expansión y punto de reblandecimiento del polímero de estireno;
- -
- maduración de las partículas pre-expandidas durante 24 horas a temperatura ambiente;
- -
- moldeo final con vapor. Para la producción de bloques y productos finales expandidos de baja densidad, las partículas pre-expandidas se disponen en la cavidad de un molde que define la forma del artículo final deseado y se calientan subsiguientemente hasta una temperatura superior al punto de ebullición del agente de expansión y al punto de reblandecimiento del material polimérico. Durante este calentamiento, las partículas se expanden y sinterizan, debido al espacio disponible limitado, para formar un cuerpo que tiene la forma y las dimensiones de la cavidad del molde utilizado. Tras el moldeo, el cuerpo con forma se deja enfriar dentro del molde durante un periodo de tiempo suficientemente largo, para evitar la deformación una vez extraído del molde. Como el material plástico expandido es un excelente aislante térmico, se necesitan tiempos de permanencia en el molde relativamente largos para enfriar el cuerpo con forma; y
- -
- evaluación de los productos finales moldeados en cuanto a aspecto, grado de sinterización, etc.
Es sabido que para mejorar la procesabilidad de
las partículas expandidas de poliestireno, es conveniente someter a
éstas, antes de la deposición del revestimiento, a un tratamiento
térmico, en presencia de al menos un agente antiestático, que induce
una pérdida considerable de agente de expansión, pero al mismo
tiempo, produce una mejora de las propiedades, tales como:
- -
- tiempo corto de permanencia en el molde;
- -
- baja contracción de los productos finales moldeados tras la extracción del molde;
- -
- alto grado de sinterización;
- -
- tiempos de maduración reducidos; y
- -
- capacidad de absorción elevada de los pigmentos u otros aditivos de superficie.
Presumiblemente, este tratamiento produce
modificaciones de la superficie del polímero que, a su vez,
determinan las mejoras anteriores.
Por ejemplo, la solicitud de patente europea
publicada 518.140 describe un procedimiento para el tratamiento
térmico de partículas expandibles de polímeros de estireno, que
contienen del 2 al 20% en peso de un agente de expansión
incorporado, que consiste en:
- -
- cubrir estas partículas con un agente antiestático, por ejemplo con copolímeros en bloque de óxido de etileno - óxido de propileno que tienen un contenido en óxido de etileno que oscila del 10 al 50% en peso y que tienen un peso molecular promedio de entre 1.000 y 5.000, en una cantidad no superior al 1% en peso;
- -
- eliminar una parte del agente de expansión incorporado en las partículas, mediante calentamiento de éstas hasta una temperatura inferior a la temperatura de transición vítrea del polímero de estireno;
- -
- enfriar rápidamente las partículas para detener la evaporación del agente de expansión; y
- -
- depositar el revestimiento según los procedimientos habituales.
Las partículas expandidas así tratadas presentan
características muy interesantes, tales como:
- a)
- un tiempo de permanencia en el molde corto, generalmente igual o inferior al 50% del tiempo necesario para enfriar los bloques o los productos finales obtenidos a partir de partículas no tratadas o partículas tratadas con los sistemas tradicionales;
- b)
- contracción de los bloques o productos finales, tras la extracción del molde, de menos del 1%;
- c)
- un grado alto de sinterización de las partículas expandidas;
- d)
- tiempos de maduración cortos tras la fase de pre-expansión; y
- e)
- una capacidad de absorción alta de los pigmentos u otros aditivos de superficie.
Sin embargo, la eliminación parcial del agente de
expansión mediante calentamiento hasta una temperatura inferior a
la temperatura de transición vítrea del material, por ejemplo,
entre 35 y 50ºC, también tiene sus desventajas. De hecho, la pérdida
de agente de expansión que tiene lugar con esta operación es de
entre 5 y 50% en peso del agente total incorporado en la
partícula.
Esta pérdida reduce la posibilidad de preparar
productos expandidos con una densidad reducida y también requiere
la necesidad de recuperar el propio agente de expansión,
generalmente con un hidrocarburo alifático con un punto de
ebullición bajo, tal como pentano o hexano, que deben recuperarse
ambos por motivos de coste e higiene medioambiental.
Además, la misma operación de eliminación del
agente de expansión requiere tiempos muy largos de tratamiento y
esto reduce enormemente la productividad.
El solicitante ha encontrado ahora un
procedimiento para mejorar la procesabilidad de partículas
expandidas de polímeros de estireno que supera todos los
inconvenientes anteriores sin reducir las propiedades (a) - (e) que
pueden obtenerse con los sistemas de la técnica conocida. Este
resultado ha sido posible porque se ha encontrado un método nuevo e
inventivo que permite limitar el tratamiento térmico de la partícula
sólo a la superficie de las propias partículas.
Por tanto, la presente invención se refiere a un
procedimiento para la fabricación de partículas expandibles de
polímeros de estireno, que presentan características mejoradas de
procesabilidad, que comprende:
- i)
- producir partículas expandibles de polímeros de estireno que contienen del 2 al 20% de un agente de expansión incorporado;
- ii)
- cubrir estas partículas con un agente antiestático en una cantidad de menos de 1% en peso (inmediatamente antes o tras la fase de clasificación);
- iii)
- someter las partículas a fricción vigorosa en un aparato de mezclado para calentar su superficie, en periodos cortos de tiempo, mediante simple fricción mecánica; y
- iv)
- descargar las partículas así tratadas del aparato de mezclado.
Tras seguir las etapas operativas (i)-(iv), los
productos expandibles están listos para tratarse con el
revestimiento según los procedimientos convencionales.
Debido al tratamiento específico objeto de la
presente invención, es decir, una simple operación mecánica sobre
la superficie de las partículas, y debido a la escasa conductividad
térmica de los polímeros de estireno, en particular del
poliestireno, el calentamiento se limita a una capa superficial
pequeña de las partículas y por tanto, el aumento de la temperatura
es casi inmediato.
En la práctica experimental, no puede medirse el
aumento de temperatura que tiene lugar sobre la superficie de las
perlas, aunque pueda calcularse como mucho mayor de 100ºC. En
realidad, lo que se mide con el termómetro es la temperatura del
volumen inmediatamente después del final del tratamiento.
En particular, los beneficios en las propiedades
en transformación son resultados significativos cuando la
temperatura del volumen (masa de partículas) está comprendida entre
20 y 55ºC.
Según el procedimiento de la presente invención,
debido al tratamiento particular y a la escasa conductividad del
polímero, el aumento en la temperatura produce básicamente una
eliminación parcial del agente de expansión que se limita a la capa
superficial en cuestión de las partículas. De hecho, los polímeros
de estireno, y en particular el poliestireno, tienen una baja
conductividad térmica y, por tanto, también gracias a los tiempos
cortos del tratamiento de fricción, el cuerpo de las partículas no
sufre ningún efecto de calentamiento y por consiguiente, ninguna
pérdida de agente de expansión.
Las partículas que contienen el agente de
expansión incorporado pueden producirse mediante la realización de
la polimerización, preferiblemente en suspensión acuosa, del
monómero de estireno, solo o mezclado con uno o más monómeros
insaturados etilénicamente que pueden copolimerizarse con éste, en
presencia del agente de expansión. Otros métodos de producción son
la producción en resuspensión y en masa.
La polimerización puede realizarse en presencia
de al menos un iniciador peroxídico o térmicamente, según los
procedimientos conocidos y convencionales.
Los agentes de suspensión disponibles en el
mercado pueden utilizarse en el procedimiento de la presente
invención. Los ejemplos incluyen productos solubles en agua tales
como poli(alcohol vinílico), metilcelulosa,
polivinilpirrolidona, etc. y productos no muy solubles, tales como
pirofosfato de magnesio o trifosfato de calcio.
Alternativamente, el agente de expansión puede
incorporarse en el polímero de estireno preformado exponiendo las
partículas a los vapores del agente de expansión, o introduciéndolo
en las partículas ya formadas suspendidas en agua o en extrusión.
Los expertos en el campo conocen bien los diferentes métodos para la
fabricación de partículas expandibles y se describen en la
bibliografía, por ejemplo en las patentes británicas 695.826;
715.100; 886.811; 908.089; 1.048.243; o en la patente US nº
2.983.692, cuyos contenidos forman parte integrante de la presente
invención.
El término "polímeros de estireno" tal como
se utiliza en la presente invención y reivindicaciones, comprende
tanto el homopolímero de estireno, como el copolímero de estireno
con otros comonómeros de vinilo y/o vinilideno, que contienen al
menos el 50% en peso de estireno químicamente combinado.
Ejemplos de estos comonómeros son
\alpha-metilestireno; viniltolueno;
p-metilestireno; p-etilestireno;
estirenos halogenados en el núcleo, tales como
2,4-dicloroestireno; acrilonitrilo;
metacrilonitrilo; ésteres de ácidos carboxílicos \alpha,
\beta-insaturados con alcoholes que contienen
desde 1 hasta 8 átomos de carbono, tales como ésteres de ácido
acrílico y/o metacrílico; compuestos de N-vinilo,
tales como vinilcarbazol; anhídridos tales como anhídrido maleico,
ftálico; etc.
El término copolímeros de estireno también
incluye copolímeros que contienen, además de estireno y posiblemente
los comonómeros de vinilo y/o vinilideno mencionados anteriormente,
también pequeñas cantidades de monómeros que contienen dos dobles
enlaces del tipo vinilo, tal como divinilbenceno.
Las partículas expandibles de polímeros de
estireno contienen como agentes de expansión compuestos orgánicos
convencionales que son fácilmente volátiles, gaseosos o líquidos a
temperatura ambiente, que no disuelven el polímero pero lo expanden
y cuyo punto de ebullición es inferior al punto de reblandecimiento
del polímero.
Ejemplos de agentes de expansión particularmente
adecuados son hidrocarburos alifáticos, solos o mezclados entre sí,
que contienen desde 2 hasta 6 átomos de carbono tales como propano,
butano, n-pentano, i-pentano,
hexano, ciclohexano, etc., éter de petróleo; derivados halogenados
de hidrocarburos alifáticos que contienen desde 1 hasta 3 átomos de
carbono, tales como los diversos cloro y
fluoro-derivados de metano, etano o etileno, por
ejemplo, diclorodifluorometano;
1,2,2-trifluoroetano;
1,1,2-trifluoroetano; dióxido de carbono; etc.
El agente de expansión se utiliza generalmente en
una cantidad que oscila del 2 al 20% y, preferiblemente, del 4 al
10% en peso con respecto al polímero.
Además de los agentes de expansión, los polímeros
de estireno pueden contener otros aditivos, tales como, por ejemplo,
agentes de extinción de llamas, cargas orgánicas e inorgánicas,
colorantes, pigmentos, agentes fluidificantes, plastificantes,
etc.
La polimerización de estireno, preferiblemente en
suspensión acuosa, la adición del agente de expansión,
preferiblemente durante la polimerización y la transformación de
las partículas en cuerpos con forma, mediante moldeo en moldes
cerrados, se llevan a cabo según técnicas bien conocidas por los
expertos en el campo, que se describen ampliamente en la
bibliografía, tal como, por ejemplo, en "Rigid Plastic Foams",
de T. N. Ferrigno, Reinhold Publishing Corp., Nueva York, U.S.A.
(1963).
Los agentes antiestáticos utilizados en el
procedimiento de la presente invención son aquellos generalmente
propuestos para mejorar las propiedades de fluidez, acabado y
procesabilidad de la superficie de las partículas de polímeros de
estireno.
Estos agentes antiestáticos son bien conocidos y
están bien descritos en la bibliografía, por ejemplo en
Kirk-Othmer, ENCYCLOPEDIA OF CHEMICAL TECHNOLOGY,
vol. 3, 1992, página 540. Ejemplos de agentes antiestáticos que
pueden utilizarse en el procedimiento de la presente invención
comprenden: ésteres de ácidos grasos, tales como, por ejemplo,
estearato de butilo; alcoholes mono o polihidroxilados, tales como,
por ejemplo, glicerol; aminas, tales como, por ejemplo, una
alquilamina terciaria etoxilada, una dialcanolamina de ácidos
grasos; amidas, tales como, por ejemplo,
N,N-bis-(2-hidroxietilestearamida);
derivados de polioxietileno o polioxialquileno, tales como, por
ejemplo, hexadecil éter de polietilenglicol; copolímeros de óxido de
etileno - óxido de propileno; jabones amínicos, tales como, por
ejemplo, la sal de ácido esteárico y octadecilamina; sales amínicas
alquilsulfatadas, tales como, por ejemplo, la sal de guanidina y
octadecilsulfato; compuestos de amonio cuaternario, tales como, por
ejemplo, cloruro de octadecil-trimetilamonio;
alquilfosfatos, tales como, por ejemplo, ácido
bis-dodecilfosfato; sales amínicas de ácidos
alquilfosfónicos, tales como, por ejemplo, la sal de trietanolamina,
y ácido octadecilfosfónico;
etc.
etc.
Estos agentes antiestáticos pueden utilizarse
solos o mezclados entre sí en cualquier proporción.
Los agentes antiestáticos preferidos en el
procedimiento de la presente invención son: alcoholes grasos
condensados con óxido de etileno y óxido de propileno conocidos en
el mercado con el nombre comercial DEHYPON® de Henkel o alquilaminas
terciarias etoxiladas, tales como el producto HOSTASTAT® de
Hoechst.
Generalmente, la cantidad de agente antiestático
no es superior al 1% en peso con respecto al polímero, por ejemplo,
del 0,001 al 0,5% y preferiblemente del 0,01 al 0,1%.
El revestimiento de las partículas de polímero
con el agente antiestático puede realizarse utilizando cualquier
método de mezclado conocido. Por ejemplo, las partículas
expandibles pueden tratarse con la cantidad apropiada de agente
antiestático en un tambor rotativo o una mezcladora de husillo.
El revestimiento de las partículas con el agente
antiestático facilita las posteriores operaciones de clasificación,
a veces necesarias para la obtención de fracciones, cada una con
dimensiones homogéneas, destinadas para varios tipos de uso.
La operación de someter a fricción vigorosa
consiste en inducir una fricción fuerte de las partículas las unas
contra las otras y juntas contra las paredes del dispositivo
utilizado para este fin. Cualquier dispositivo capaz de someter las
partículas poliméricas a fricción vigorosa puede utilizarse en el
procedimiento de la presente invención. Un dispositivo adecuado
puede ser una mezcladora de husillo, con aspas rotativas, etc.,
capaz de funcionar tanto en continuo como en discontinuo,
normalmente utilizada como un medio para mezclar aditivos tales
como colorantes, estabilizadores, revestimientos, etc. con
polímeros termoplásticos tales como PVC, ABS, polietileno,
polipropileno, poliestireno expandible, etc.
En cualquier caso, el dispositivo utilizado debe
ser tal que permita un calentamiento rápido de la superficie en un
intervalo de tiempo que varía en relación con las dimensiones de
las partículas y el tipo del propio dispositivo (dispositivo para
funcionar en continuo o discontinuo).
Por tanto, en la fase de funcionamiento, las
partículas poliméricas cargadas sufren una fricción fuerte que
produce un aumento en la temperatura sobre la superficie de cada
una de éstas con una liberación consiguiente del agente de
expansión. Como el efecto de calentamiento, y por tanto el efecto de
evaporación del agente de expansión, continúa limitado
exclusivamente a la superficie de la perla, la pérdida de agente de
expansión está mucho más limitada, pero en lugar de eso, garantiza
la adquisición de las propiedades deseadas.
Se proporcionan algunos ejemplos ilustrativos
pero no limitativos para una mejor comprensión de la presente
invención y para esta realización.
(Comparativo)
Mediante polimerización del estireno, en una
suspensión acuosa, a una temperatura que oscilaba desde 85 hasta
120ºC y en presencia de peróxido de dibenzoílo y perbenzoato de
ter-butilo como catalizadores, se obtuvieron 20 kg
de partículas de poliestireno que tenían un peso molecular promedio
en peso de 180.000, un diámetro medio que oscilaba desde 0,2 hasta
2,7 mm y que contenían un agente de expansión incorporado que
consistía en una mezcla de n-pentano e
iso-pentano en una razón de peso 70/30.
Las partículas que salían del reactor de
polimerización se lavaron con agua, se centrifugaron y se secaron a
20ºC durante 1 hora. El contenido del agente de expansión medido
fue del 6,8% en peso.
Se añadieron 300 ppm de un agente antiestático a
las partículas expandibles, que consistían en alcohol graso
condensado con óxido de etileno y óxido de propileno que tenían una
razón en moles de 5:4 y un peso molecular que oscilaba desde 500
hasta 700, conocido en el mercado como DEHYPON LS®. La adición se
realizó en una mezcladora de husillo, a temperatura ambiente,
durante un periodo de aproximadamente 10 minutos prima.
A continuación, se clasificaron las partículas
separando la fracción con un diámetro medio que oscilaba desde 0,4
hasta 0,9 mm.
Se añadió una mezcla de agentes de revestimiento
que consistían en el 0,2% en peso con respecto al polímero de
monoestearato de glicerol y el 0,05% de estearato de zinc, a las
partículas que después se pre-expandieron con vapor
a 95-100ºC hasta que se alcanzó la densidad mínima
de 16 g/l. Tras madurar en aire a temperatura ambiente durante 24
horas, las partículas se moldearon para producir recipientes que
tenían unas dimensiones de 40x60x2 cm. El moldeo se realizó con
vapor a 0,9 Ate.
Los recipientes así obtenidos tenían un grado de
sinterización, referido al porcentaje de partículas expandidas que
se fraccionaban tras romper la parte de abajo del recipiente del
15%. El porcentaje de sinterización se determinó definiendo una
sección de rotura de aproximadamente 10 cm^{2}, contando el
número total de partículas expandidas en esta sección y calculando
el número de aquellas que se habían roto con respecto al número
total.
Se determinó el tiempo de enfriamiento de los
recipientes como el tiempo de permanencia en el molde necesario para
que el producto final mantuviera las dimensiones del molde una vez
extraído. El tiempo de enfriamiento de los recipientes resultó ser
de 5 minutos prima.
(Comparativo)
Se adoptó el mismo procedimiento que en el
ejemplo 1 hasta la clasificación, separando la fracción con un
diámetro medio que oscilaba desde 0,4 hasta 0,9 mm.
A continuación, se cargaron las partículas en un
horno y se calentaron hasta 35ºC hasta que el contenido del agente
de expansión se redujo al 5% en peso. Se añadió una mezcla de
agentes de revestimiento a las partículas, que consistía en el 0,2%
en peso, con respecto al polímero, de monoestearato de glicerilo y
el 0,05% de estearato de zinc y después, las partículas se
pre-expandieron con vapor a 95-100ºC
hasta que se alcanzó una densidad mínima de
22 g/l.
22 g/l.
Tras madurar en aire a temperatura ambiente
durante 24 horas, las partículas se moldearon tal como se describe
en el ejemplo 1. El grado de sinterización resultó ser del 80% y el
tiempo de enfriamiento de 2'45''.
Se adoptó el mismo procedimiento que en el
ejemplo 1 hasta la clasificación, separando la fracción con un
diámetro medio que oscilaba desde 0,4 hasta 0,9 mm. El contenido de
pentano fue del 6,8% y la temperatura de 23ºC.
Las partículas se alimentaron a una mezcladora
con aspas rotativas - contador y se procesaron hasta que se alcanzó
una temperatura de 35ºC. Después, el material se descargó y se dejó
enfriar durante 20' a temperatura ambiente. El contenido de pentano
fue del 6,5%.
Se añadió una mezcla de agentes de revestimiento
a las partículas así tratadas, que consistía en el 0,2% en peso,
con respecto al polímero, de monoestearato de glicerilo y el 0,05%
de estearato de zinc y después, las partículas se
pre-expandieron con vapor a
95-100ºC hasta que se alcanzó la densidad mínima de
(17 g/l).
Tras madurar en aire a temperatura ambiente
durante 24 horas, las partículas se moldearon para producir
recipientes que tenían unas dimensiones de 40x60x2 cm. El moldeo se
realizó con vapor a 0,9 Ate.
Los recipientes así obtenidos tenían un grado de
sinterización del 85% y un tiempo de enfriamiento de 2'30''.
Se realizó el mismo procedimiento que en el
ejemplo 3 hasta la pre-expansión con vapor a
95-100ºC hasta que se alcanzó la densidad mínima (17
g/l).
Tras madurar en aire a temperatura ambiente
durante 5 horas, las partículas se moldearon para producir
recipientes que tenían unas dimensiones de 40x60x2 cm. El moldeo se
realizó con vapor a 0,9 ate.
Los recipientes así obtenidos tenían un grado de
sinterización del 70% y un tiempo de enfriamiento de 3'.
(Comparativo)
Se adoptó el mismo procedimiento que en el
ejemplo 1 hasta la clasificación, separando la fracción con un
diámetro medio que oscilaba desde 0,9 hasta 2,7 mm. El contenido de
pentano fue del 6,9%.
Se añadió una mezcla de agentes de revestimiento
a las partículas así tratadas, que consistía en el 0,2% en peso,
con respecto al polímero, de monoestearato de glicerilo y el 0,05%
de estearato de zinc y después, las partículas se
pre-expandieron con vapor a
95-100ºC hasta que se alcanzó la densidad mínima de
(14 g/l).
Tras madurar en aire a temperatura ambiente
durante 24 horas, las partículas se moldearon para producir bloques
que tenían unas dimensiones de 100x100x50 cm. El moldeo se realizó
con vapor a 0,65 ate.
Los bloques así obtenidos tenían un grado de
sinterización del 5% y un tiempo de enfriamiento de 20'.
(Comparativo)
Se adoptó el mismo procedimiento que en el
ejemplo 1 hasta la clasificación, separando la fracción con un
diámetro medio que oscilaba desde 0,9 hasta 2,7 mm. El contenido de
pentano fue del 6,9%.
Después se cargaron las partículas en un horno y
se calentaron hasta 35ºC hasta que el contenido del agente de
expansión se redujo al 5,1% en peso. Se añadió una mezcla de
agentes de revestimiento a las partículas, que consistía en el 0,2%
en peso, con respecto al polímero, de monoestearato de glicerilo y
el 0,05% de estearato de zinc y después, las partículas se
pre-expandieron con vapor a 95-100ºC
hasta que se alcanzó una densidad mínima de 20 g/l.
Tras madurar en aire a temperatura ambiente
durante 24 horas, las partículas se moldearon para producir bloques
que tenían unas dimensiones de 100x100x50. El moldeo se realizó con
vapor a 0,65 ate.
Los bloques así obtenidos tenían un grado de
sinterización del 50% y un tiempo de enfriamiento de 9'.
Se adoptó el mismo procedimiento que en el
ejemplo 1 hasta la clasificación, separando la fracción con un
diámetro medio que oscilaba desde 0,9 hasta 2,7 mm. El contenido de
pentano fue del 6,9% y la temperatura de 23ºC.
Las partículas se alimentaron a una mezcladora
con aspas rotativas - contador y se procesaron hasta que se alcanzó
una temperatura de 35ºC. Después, el material se descargó y se dejó
enfriar durante 20' a temperatura ambiente. El contenido de pentano
fue del 6,6%.
Se añadió una mezcla de agentes de revestimiento
a las partículas así tratadas, que consistía en el 0,2% en peso,
con respecto al polímero, de monoestearato de glicerilo y el 0,05%
de estearato de zinc y después, las partículas se
pre-expandieron con vapor a
95-100ºC hasta que se alcanzó la densidad mínima de
(15 g/l).
Tras madurar en aire a temperatura ambiente
durante 24 horas, las partículas se moldearon para producir bloques
que tenían unas dimensiones de 100x100x50 cm. El moldeo se realizó
con vapor a 0,65 ate.
Los bloques así obtenidos tenían un grado de
sinterización del 55% y un tiempo de enfriamiento de 8.30'.
Los resultados de los ejemplos
1-7 se resumen en las tablas I y II.
Claims (8)
1. Procedimiento para la fabricación de
partículas expandibles de polímeros de estireno, que presentan
características de procesabilidad mejoradas, que comprende:
- i)
- producir partículas expandibles de polímeros de estireno que contienen del 2 al 20% de un agente de expansión incorporado;
- ii)
- cubrir estas partículas con un agente antiestático en una cantidad de menos del 1% en peso;
- iii)
- someter las partículas a fricción vigorosa en un aparato de mezclado para calentar su superficie, mediante simple fricción mecánica; y
- iv)
- descargar las partículas así tratadas del aparato de mezclado.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el
que la fricción es tal como para calentar la masa de partículas
hasta una temperatura que oscila entre 20 y 55ºC.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2,
en el que las partículas de polímeros de estireno que contienen el
agente de expansión incorporado se producen mediante la realización
de la polimerización en una suspensión acuosa del monómero de
estireno, solo o mezclado con uno o más monómeros etilénicamente
insaturados que pueden copolimerizarse con éste, en presencia del
agente de expansión.
4. Procedimiento según la reivindicación 3, en el
que los agentes de suspensión se seleccionan de entre productos
solubles en agua tales como poli(alcohol vinílico),
metilcelulosa, polivinilpirrolidona y productos no muy solubles
tales como pirofosfato de magnesio o trifosfato de calcio.
5. Procedimiento según la reivindicación 3, en el
que el agente de expansión se selecciona de entre hidrocarburos
alifáticos, solos o mezclados entre sí, que contienen de 2 a 6
átomos de carbono; éter de petróleo; derivados halogenados de
hidrocarburos alifáticos que contienen de 1 a 3 átomos de carbono;
dióxido de carbono.
6. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que los agentes antiestáticos se
seleccionan de entre ésteres de ácidos grasos; alcoholes mono o
polihidroxilados; aminas; amidas; derivados de polioxietileno o
polioxialquileno; copolímeros de óxido de etileno - óxido de
propileno; jabones amínicos; sales amínicas alquilsulfatadas;
compuestos de amonio cuaternario; alquilfosfatos; sales amínicas de
ácidos alquilfosfónicos.
7. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que la cantidad de agente
antiestático está comprendida entre el 0,001 y el 0,5% en peso.
8. Procedimiento según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en el que la operación de fricción
vigorosa se realiza por medio de una mezcladora de husillo o una
mezcladora de aspas rotativas.
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