ES2233082T3 - Procedimiento para la preparacion de particulas de polivinilareno expandibles. - Google Patents

Procedimiento para la preparacion de particulas de polivinilareno expandibles.

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ES2233082T3 ES99952459T ES99952459T ES2233082T3 ES 2233082 T3 ES2233082 T3 ES 2233082T3 ES 99952459 T ES99952459 T ES 99952459T ES 99952459 T ES99952459 T ES 99952459T ES 2233082 T3 ES2233082 T3 ES 2233082T3
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Abstract

Procedimiento para la preparación de partículas de polivinilareno expandibles, en donde las partículas de polivinilareno compactas están impregnadas por un gas inorgánico que contiene N2 y/o O2, el cual puede contener un máximo de un 1% en volumen, en base al volumen de gas, de compuestos orgánicos, a una temperatura por debajo de

Description

Procedimiento para la preparación de partículas de polivinilareno expandibles.
La presente invención está relacionada con un procedimiento para la preparación de partículas de polivinilareno expandibles y con un procedimiento para expandir estas partículas y con la preparación de artículos alveolados a partir de las partículas expandidas de este modo.
Se tiene conocimiento, desde hace muchos años, de que las partículas de polivinilarenos, tales como poliestireno, pueden ser convertidas en expandibles y de que las partículas obtenidas de este modo pueden ser utilizadas en la preparación de artículos alveolados. A este respecto, se hace referencia a la patente USA Nº. 2.681.321, la cual describe un procedimiento en el cual partículas de poliestireno son expuestas a hidrocarburos líquidos y tratadas de tal forma que el hidrocarburo líquido es dispersado en las partículas de poliestireno. Las partículas preparadas de esta forma contienen generalmente entre un 4 y un 8% en peso del citado hidrocarburo líquido, tal como butano, n-pentano, o mezclas de pentanos. Estas partículas pueden ser después expandidas hasta formar bolitas con una densidad reducida. Las densidades aparentes para partículas de embalaje están comprendidas entre 20 y 60 kg/m^{3}. Una vez expandidas, las partículas son fusionadas en un molde calentado por vapor de agua, para generar un artículo alveolado de una forma deseada.
Uno de los factores que ejerce influencia sobre la expansión de las partículas de poliestireno es la cantidad de agente de soplado hidrocarburo. En la Encyclopedia of Chemical Tecnology, de Kirk Othmer, tercera edición, Volumen 21, página 838, se puede leer que la densidad de las partículas que contienen un 5,7% en peso de n-pentano es habitualmente de 1080 kg/m^{3}, comparada con el valor de 1050 kg/m^{3} para las bolitas de poliestireno puro y comparado con una densidad comparada de 1020 kg/m^{3} para una mezcla simple en la cual el n-pentano está disuelto en poliestireno. Si la totalidad del pentano se encontrara en huecos, la densidad calculada sería de 1120 kg/m^{3}. Por consiguiente, se ha sugerido que parte del agente de soplado hidrocarburo se encuentra presente en pequeños huecos en el poliestireno. El experto en la materia apreciará que las densidades mencionadas anteriormente son densidades de partícula, las cuales pueden ser recalculadas como densidades aparentes. Una densidad de partícula de 1050 kg/m^{3} corresponde a una densidad aparente de aproximadamente 680 kg/m^{3}.
Un inconveniente de la presente práctica reside en el hecho de que durante el transporte y almacenamiento de las partículas no expandidas, los hidrocarburos pueden evaporarse de las mismas, en particular desde los huecos. Cuando las partículas son transportadas y/o almacenadas a temperaturas y/o duraciones variables, las cantidades retenidas de, por ejemplo, pentano, pueden variar de forma significativa. Con independencia de las medidas de protección suplementarias que deben tomarse durante el transporte, como puede ser el embalaje impermeable al gas, se apreciará el hecho de que la citada variación puede tener un efecto sobre el material alveolar obtenido después de la expansión.
Además, el propio proceso de expansión provoca también que los hidrocarburos originariamente presentes en las partículas no expandidas sean emitidos al medio ambiente. Con vistas a reducir las emisiones, se ha desarrollado un equipo para recoger los hidrocarburos emitidos para una nueva manipulación, por ejemplo, para combustión. Este equipo tiene que ser instalado en las instalaciones del usuario final de las partículas, a saber, el cliente que produce los artículos alveolados. Esto significa conocimientos e inversiones adicionales para estos clientes.
La patente USA US-A-5.358.675 describe un procedimiento en el cual un material polimérico, por ejemplo, poliestireno, es combinado con otro material en segunda fase, por ejemplo, un caucho, en un extrusor a elevada temperatura. La mezcla es impregnada con nitrógeno a presiones que oscilan entre 800 y hasta si (5.500 y 13.800 kPa). La presencia del caucho resulta necesaria para obtener un tamaño de alveolo por encima de 10 \mum. Si no se añade caucho, los alvéolos obtenidos resultan demasiado pequeños. Si bien el procedimiento de este documentos supera el problema medioambiental, el mismo requiere la utilización de presiones excesivas. Se ha averiguado ahora que las partículas de polivinilareno puede ser expandidas de forma suficiente, evitando estas elevadas presiones.
Por consiguiente, la presente invención proporciona un procedimiento para la preparación de partículas de polivinilareno expandibles, en el cual las partículas de polivinilareno compactas son impregnadas con un gas inorgánico que contiene N_{2}- y/o O_{2}-, a una temperatura por debajo de los 95ºC y a una presión manométrica medida entre 100 y 2.000 kPa.
Las partículas de polivinilareno compactas adecuadas presentan una densidad aparente de más de 600 kg/m^{3}, más adecuadamente superior a 620 kg/m^{3}. Generalmente, la densidad aparente de estas partículas no superará los 700 kg/m^{3}.
Habitualmente, las partículas de polivinilareno compactas de la presente invención no son expandibles antes de que ser impregnadas por un gas que contiene N_{2}- y/o O_{2}-. En la práctica, esto significa que ellas contienen menos del 0,5% en peso, en base a la cantidad de vinilareno, de compuestos orgánicos volátiles, más preferiblemente, menos del 0,1% en peso. Más preferiblemente, las partículas de polivinilareno compactas no contienen ningún compuesto orgánico volátil. La cantidad de agua en las partículas de polivinilareno compactas no superará, de manera adecuada, el 1% en peso, en base a la cantidad de vinilareno.
Las partículas de polivinilareno compactas pueden ser preparadas a través de diversos procedimientos, incluyendo la polimerización en masa, la polimerización en solución y la polimerización en suspensión o mezclas de estos procedimientos. Preferiblemente, la polimerización se lleva a cabo en una procedimiento de polimerización en masa o de polimerización en suspensión. En las técnicas en masa, la polimerización se lleva a cabo de una manera convencional, para obtener pequeñas partículas (puntas). La suspensión por polimerización incluye la suspensión de monómero vinilareno en una fase acuosa y la polimerización de las gotitas suspendidas Ambos procedimientos aseguran la presencia de suficientes huecos en las partículas de polímero en cuyo interior puede ser impregnado el gas que contiene N_{2}- y/o O_{2}-.
La polimerización por suspensión se lleva a cabo de forma adecuada en presencia de estabilizadores de la suspensión. Los estabilizadores de suspensión adecuados son bien conocidos en el estado de la técnica y comprenden poli(alcohol vinílico), gelatina, agar, polivinilpirrolidina, poliacrilamida, estabilizadores inorgánicos, tales como alúmina, bentonita, silicato de magnesio o fosfatos, tales como el fosfato tricálcico y/o fosfato ácido disódico, opcionalmente en combinación con cualquiera de los compuestos estabilizadores mencionados anteriormente. La cantidad de estabilizador puede variar de forma adecuada entre el 0,1 y el 0,9% en peso, en base al peso de la fase acuosa.
La polimerización en suspensión es llevada acabo de forma adecuada en dos estadios de temperatura, en los cuales la temperatura en el primer estadio oscila entre los 85 y los 110ºC y en el segundo estadio entre los 115 y los 140ºC.
La polimerización per se es bien conocida en el estado de la técnica. La misma puede ser iniciada térmicamente, a través de polimerización por radical libre o mediante polimerización aniónica. Si bien todos los procedimientos resultan igualmente posibles, se da preferencia a la polimerización por radical libre. Los iniciadores de radicales libres pueden ser adecuadamente seleccionados a partir de iniciadores convencionales para polimerización mediante radicales libres. Entre los mismos se incluyen, en particular, los compuestos orgánicos peroxi, tales como los peróxidos, los peroxicarbonatos y los perésteres. Entre los ejemplos típicos de estos compuestos peroxi se encuentran los peróxidos de acilo C_{6-20}, tales como el peróxido de decanoilo, el peróxido de benzoilo, el peróxido de octanoilo, el peróxido de estearilo; perésteres tales como perbenzoato de t-butilo, peracetato de t-butilo, perisobutirato de t-butilo, carbonato de t-butil-peroxi-(2-etilhexilo); hidroperóxidos y peróxidos de dihidrocarbilo, incluyendo hidroperóxido de diisopropilbenceno, peróxido de di-t-butilo, peróxido de dicumilo o sus combinaciones. Resultan también posibles otros iniciadores diferentes de los compuestos peroxi, por ejemplo, \alpha,\alpha'-azobisisobutironitrilo.
El vinilareno comprendido en el polímero del presente procedimiento consiste preferiblemente en estireno. El polivinilareno puede contener hasta un total del 10% en moles de otro monómero que contiene grupo vinilo, tal como acrilonitrilo, ácido acrílico o metacrílico o ésteres, estireno sustituido, tal como cloroestireno, o \alpha-metilestireno o divinilbenceno. No obstante, preferiblemente, el vinilareno en el polivinilareno consiste en estireno en más del 99% de los moles. Más preferiblemente, el polivinilareno es poliestireno puro.
Puede resultar ventajoso polimerizar los monómeros de vinilareno en presencia de otros polímeros tales como óxido de polifenileno. En las patentes EP-A-350137, EP-A-403023 y EP-A-391499 se han descrito óxidos de polifenileno adecuados. El óxido de polifenileno se encuentra preferiblemente presente en una cantidad comprendida entre el 1 y el 30% en peso, en base a la cantidad de monómeros de vinilareno, y puede mejorar la rigidez del polímero de polivinilareno.
Las partículas de polivinilareno compactas pueden contener diversos aditivos convencionales. Entre los citados aditivos se incluyen agentes de transferencia de cadena, agentes reticulantes u agentes nucleadores. Entre los ejemplos adecuados de agentes de transferencia de cadena se encuentran alquilmercaptanos C_{2-15}, tales como n-dodecilmercaptano, t-dodecilmercaptano, t-butilmercaptano y n-butilmercaptano. Otros agentes son el pentafeniletano y el dímero de \alpha-metilestireno. Entre los ejemplos de agentes reticuladores se encuentran el butadieno y el divinilbenceno. Los agente nucleadores son agentes que promueven la formación de alvéolos y resultan adecuados en una cantidad comprendida entre el 0,01 y el 3% en peso, en base al vinilareno, preferiblemente en una cantidad comprendida entre el 0,05 y el 2% en peso. Entre los ejemplos de agentes nucleadores se encuentran los compuestos inorgánicos finamente dispersados, los compuestos orgánicos y las partículas poliméricas. Entre los ejemplos se citan compuestos carbonato, tales como el carbonato cálcico, compuestos sulfato, tales como el sulfato de bario y el sulfato de calcio compuestos silicato, tales como talco, arcilla, silicato de magnesio, las partículas de sílice amorfa, zeolitas, tierra diatomácea, óxidos, tales como el óxido de magnesio, y el óxido de titanio; mezclas de bicarbonato sódico con ácido cítrico compuestos orgánicos que contienen bromuro, compuestos naftaleno; hidrocarburos aromáticos policíclicos, negro de carbón, coques, carbón de leña, grafito y polvo de diamante, parafina y derivados de ácido graso, tales como compuestos estearato y palmitato. Entre los ejemplos de partículas poliméricas adecuadas se encuentran cloruro de polivinilo, polipropileno, polietileno, caucho de estireno-butadieno-acrilonitrilo, caucho de butadieno-estireno, copolímero estireno/anhídrido maleico y celulosa. Entre los ejemplos adicionales se incluyen polímeros polares, como los descritos en, por ejemplo, la solicitud WO 98/01501, la cual comprende, por ejemplo, almidón, y almidón modificado a través de esterificación o eterificación, emulsionantes como los descritos, por ejemplo, en la solicitud WO 98/01488 y en la solicitud WO 98/01489, los cuales comprenden sulfosuccinatos de bisalquilo, carboxilatos C_{8-20} de sorbitol y sulfonatos de alquilxileno C_{8-20}. Particularmente adecuados como agentes nucleadores son las ceras de polietileno que tienen un peso molecular promedio de entre 500 y 5.000, las cuales están habitualmente finamente divididas a través de la matriz del polímero, en una cantidad de entre el 0,01 y el 1,0% en peso, en base a la cantidad de vinilareno, preferiblemente entre el 0,1 y el 0,5% en peso.
Las partículas compactas de vinilareno pueden también contener aditivos anti-estáticos, retardantes de llama, tales como hexabromociclododecano, colorantes, material de relleno, plastificantes, tales como aceite blanco, estabilizadores y lubricantes. Las partículas son revestidas adecuadamente con composiciones de revestimiento que comprenden siliconas, silicatos metálicos o carboxilatos de glicerol. Entre los carboxilatos adecuados se encuentran el glicerol mono-, di- y tri-estearato, estearato de zinc y mezclas de los mismos. Ejemplos de las citadas composiciones han sido descritos en la patente británica Nº. 1.409.285. En vez de estearato, se puede también utilizar citrato o palmitato. Las composiciones de revestimiento han sido aplicadas a las partículas a través de revestimiento seco en un mezclador de cinta o a través de una suspensión o solución en un líquido de vaporización rápida.
Las partículas de polivinilareno compactas son impregnadas con gas inorgánico que contiene N_{2}- y/o O_{2}-, a una temperatura por debajo de 95ºC, a una presión manométrica comprendida entre 100 y 2.000 kPa. Estos gases contienen adecuadamente más del 90% en volumen, en base al volumen del gas, de N_{2} y/o O_{2}, más adecuadamente más del 95% en volumen. "Inorgánico" significa que los gases según la presente invención pueden contener como máximo el 1% en volumen, en base al volumen de gas, de compuestos orgánicos, preferiblemente como máximo al 0,5% en volumen, Más preferiblemente, estos gases no contienen ningún compuesto orgánico.
Una de las implicaciones ventajosas de la presente invención reside en el hecho de que los gases inorgánicos que contienen N_{2}- y/o O_{2}- que son utilizados muestran una menor interacción con el polímero per se, si es que existe alguna. Muchos de los agentes de soplado comerciales, tales como hidrocarburos volátiles (por ejemplo, etano, propano, etileno, propileno), hidrocarburos halogenados volátiles (por ejemplo, fluoruro de metilo) o dióxido de carbono, se disuelven en mayor o menor grado en la matriz. Esto significa que, para algunas aplicaciones, los mismos tendrán que ser retirados con esfuerzo, a la vista de los efectos negativos potenciales, por ejemplo, en el campo de la seguridad, salud o toxicología. Las citadas desventajas son eliminadas mediante la utilización de la presente invención. El experto en la materia valorará el hecho de que cada gas se disolverá en la matriz polimérica en mayor o menor grado, pero los gases utilizados en la presente invención son bastante menos solubles en la matriz polimérica que los agentes de soplado comerciales mencionados anteriormente. El gas impregnante es preferiblemente nitrógeno o aire. Estos gases presentan la ventaja adicional de ser eficaces y baratos y no ejercer impacto negativo tanto en la salud como en el entorno.
Las bandas de temperatura preferidas para la impregnación son las que van de 0 a 50ºC, más preferiblemente de 10 a 30ºC. Más preferiblemente, la temperatura utilizada es la temperatura ambiente. De este modo, los huecos en las partículas resultan rellenados con el gas sin que el polivinilareno resulte calentado de tal forma que genere deformaciones. La citada deformación podría tener un efecto perjudicial sobre la estructura y las propiedades de los huecos y, por ello, un impacto negativo sobre la expandibilidad de las partículas impregnadas resultantes. Además, la temperatura baja asegura que las partículas permanecen flotando libremente y no se pegan las unas con las otras, lo cual podría tener lugar si la impregnación fuera llevada a cabo a temperaturas más elevadas.
La presión manométrica a la cual tiene lugar la impregnación se sitúa entre 100 y 2.000 kPa. Las presiones manométricas preferidas se sitúan entre 100 y 1.500 kPa, más preferiblemente entre 300 y 800 kPa. La utilización de presiones más bajas significaría que los huecos serían simplemente rellenados con gas, por ejemplo, nitrógeno o aire, a una presión similar a la atmosférica. La citada sustitución daría lugar a una expansión insuficiente, si es que la misma llegara a producirse. Resultan posibles presiones manométricas superiores a 2.000 kPa, pero son indeseables debido a, por ejemplo, razones económicas y de seguridad (por ejemplo, los recipientes a presión deben estar mejor equipados). Además, la toma de muestras se convierte en mucho más difícil.
Después de la impregnación, las partículas impregnadas pueden ser conducidas a una unidad de expansión convencional, con vistas a ser sometidas a expansión hasta alcanzar densidades aparentes inferiores a las de las partículas de polivinilareno compactas. No existe necesidad de tomar ninguna precaución específica a la hora de conducir las partículas hacia la unidad de expansión. No obstante, podría resultar de utilidad efectuar esta operación a través de una compuerta a presión.
Por consiguiente, la presente invención proporciona también un procedimiento para la preparación de partículas de polivinilareno expandidas, en el cual las partículas de polivinilareno expandible y las partículas impregnadas se preparan a través de un procedimiento como el descrito anteriormente, y las partículas impregnadas obtenidas de este modo son después expandidas hasta alcanzar una densidad aparente inferior a la de las partículas de polivinilareno compactas.
En el procedimiento de expansión, las partículas impregnadas son objeto de expansión hasta lograr una densidad final aparente que es, de forma adecuada, 3 veces más baja que su densidad original. Más adecuadamente, las partículas impregnadas son expandidas hasta alcanzar una densidad aparente al menos 5 veces más baja que la de las partículas de polivinilareno compactadas. Si bien la expansión puede ser llevada a cabo hasta cualquier densidad deseada, resulta práctico llevar a cabo la expansión hasta alcanzar una densidad aparente que sea hasta 20 veces, preferiblemente hasta 40 veces más baja que las densidades aparentes de las partículas compactas de polivinilareno.
El procedimiento de expansión hasta alcanzar la densidad final aparente se lleva habitualmente a cabo en pasos. Para ello, las partículas expandidas de polivinilareno obtenidas después de la expansión son impregnadas de nuevo de forma ventajosa ("re-impregnadas") con un gas inorgánico que contiene N_{2}- y/o O_{2}- y, de este modo, las partículas re-impregnadas son objeto de nueva expansión. El proceso de re-impregnación puede ser repetido un determinado número de veces. No obstante, el experto en la materia buscará un equilibrio entre la duración de la impregnación, con vistas a maximizar la cantidad de gas impregnado, por una parte, y el bajo número de repeticiones de la secuencia de impregnación y expansión, por la otra. De forma adecuada, ello conducirá a un procedimiento en el cual los pasos de impregnación y expansión son repetidos entre 1 y 4 veces.
Tal como se ha indicado anteriormente, la expansión puede ser llevada a cabo en cualquier unidad de expansión convencional. Esto significa que la expansión puede ser efectuada mediante la utilización de aire caliente, agua caliente, un baño de aceite caliente, radiación infrarroja o radiación microondas. Resulta preferido utilizar el procedimiento más común, a saber, la utilización de vapor de agua. El vapor de agua puede ser utilizado a temperaturas de entre 100 y 168ºC, a presiones manométricas de entre 0 y 600 kPa, en función de la presencia de aditivos y/o de otros polímeros en la partícula de polivinilareno pre-expandida. En el caso de poliestireno, resulta preferido utilizar vapor de agua saturado, a una temperatura comprendida entre 100 y 125ºC, a presiones manométricas de entre 0 y 230 kPa. Se observa, no obstante, que pueden también utilizarse otros procedimientos comerciales. La expansión por medio de aire caliente que tiene una temperatura comprendida entre 90 y 200ºC resulta también adecuada, en particular para el primer paso. Preferiblemente, el aire tiene una temperatura comprendida entre 95 y 160ºC y, más preferiblemente, entre 100 y 140ºC. La exposición tiene preferiblemente una duración de hasta 3 horas.
Tal como se ha indicado en la descripción anterior, las partículas expandidas son colocadas de forma adecuada en un molde y calentadas a los efectos de que las partículas expandidas se fusionen las unas con las otras para producir artículos moldeados alveolados. Por lo tanto, la invención proporciona adicionalmente un procedimiento para la preparación de un artículo alveolado en el cual las partículas de polivinilareno expandidas obtenidas mediante el procedimiento de la invención son calentadas en un molde hasta que las partículas de polivinilareno se ablandan y pegan las unas con las otras, y el molde calentado obtenido de esta forma es enfriado para generar un artículo alveolado. El calentamiento en el molde es convencional y está habitualmente comprendido en la banda que oscila entre 110 y 125ºC.
La invención se ilustra por medio del siguiente ejemplo(s).
Ejemplos
La totalidad de densidades aparentes se miden según el siguiente procedimiento.
Una vasija cilíndrica de 1000 cm^{3} +/-2 cm^{3} de capacidad, con un diámetro interior de 66 mm y una altura de 293 mm fue pesada por aproximación a 0,1 gramos (presión atmosférica, temperatura ambiente). Subsiguientemente, la vasija se rellenó con partículas de polivinilareno. Un rascador metálico perfectamente plano fue utilizado para golpear tres veces contra el lado de la vasija y subsiguientemente eliminar por rascado el exceso de material sobre la parte superior de la vasija, sin sacudirla. El material en la vasija fue pesado por aproximación a 0,1 gramos y se calculó el peso de las partículas en gramos de 1 cm^{3} y se convirtió en kg/m^{3}.
Ejemplos 1 y 2
Se prepararon partículas compactas de poliestireno mediante un procedimiento de polimerización en suspensión. A tal efecto, 4.000 gramos de agua desmineralizada, 3.680 gramos de estireno, estabilizadores convencionales de suspensión, fueron mezclados a una velocidad de agitación de 475 rpm. La polimerización se inició incrementando la temperatura hasta 86ºC y añadiendo iniciadores peróxido. Transcurridas aproximadamente 6 horas, se incrementó la temperatura hasta los 120ºC y se mantuvo durante un período de 2 horas. Una vez finalizada la polimerización, la mezcla de reacción fue enfriada.
Las partículas tenían una densidad aparente d_{1} de entre 650 y 630 kg/m^{3} y un tamaño de partícula situado en la banda comprendida entre 700 y 900 \mum.
Subsiguientemente, las partículas de poliestireno compactas fueron impregnadas de aire, almacenándolas en un recipiente a presión, a temperatura ambiente, a una presión manométrica de aire de 600 kPa. Transcurridas 16 horas, se liberó la presión, las partículas de poliestireno compactas impregnadas fueron extraídas y colocadas en un expansor de vapor de agua por lotes KURTZ KV450, en donde las mismas se dejaron expandir de nuevo (KURTZ es una marca comercial). Las condiciones de expansión se mencionan en la Tabla I.
A partir de las partículas obtenidas de este modo, se midió la densidad aparente d_{2}.
Subsiguientemente, las partículas fueron sometidas de nuevo a un procedimiento de impregnación y expansión, tal como se ha descrito anteriormente, con la excepción de que la presión se liberó después de transcurridas dos horas. Se midió la densidad aparente resultante d_{3}.
Este procedimiento se repitió dos veces más, hasta que se obtuvo una densidad aparente d_{5}. Los resultados se muestran en la Tabla I.
TABLA I
Ejemp. d_{1} Condiciones d_{2} Condiciones d_{3} Condiciones d_{4} Condiciones d_{5}
(kg/m^{3}) de (kg/m^{3}) de (kg/m^{3}) de (kg/m^{3}) de (kg/m^{3})
expansión^{1} expansión^{1} expansión^{1} expansión^{1}
1 630 Pmanom.: 531 Pmanom.: 323 P manm.: 90 P manom: 20,4
150 kPa 140 kPa 140 kPa 80 kPa
T:127ºC T: 126ºC T:126ºC T: 117ºC
T:15 seg. T:15 seg. T:15 seg. T:15 seg.
2 650 Pmanom.: 537 Pmanom.: 324 Pmanom.: 86 Pmanom.: 18,8
165 kPa 140 kPa 140 kPa 140 kPa
T:129ºC T:126ºC T:126ºC T:126ºC
T: 15 seg. T: 15 seg. T: 15 seg. T: 15 seg.
P= presión de vapor kPa manométrica)
T= temperatura de vapor (ºC)
T= duración de la vaporización (segundos)

Claims (12)

1. Procedimiento para la preparación de partículas de polivinilareno expandibles, en donde las partículas de polivinilareno compactas están impregnadas por un gas inorgánico que contiene N_{2} y/o O_{2}, el cual puede contener un máximo de un 1% en volumen, en base al volumen de gas, de compuestos orgánicos, a una temperatura por debajo de 95ºC y a una presión manométrica de entre 100 a 2.000 kPa.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que las partículas de polivinilareno son partículas de poliestireno.
3. Procedimiento según la reivindicación 1 ó 2, en el que las partículas de polivinilareno compactas tienen una densidad aparente de más de 600 kg/m^{3}.
4. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que las partículas de polivinilareno están impregnadas por una exposición de las mismas al gas inorgánico que contiene N_{2} y/o O_{2}, a una temperatura que oscila entre 0 y 50ºC y a una presión manométrica de entre 100 y 1.500 kPa.
5. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el gas es nitrógeno o aire.
6. Procedimiento para la preparación de partículas de polivinilareno expandidas, en el que se preparan partículas de polivinilareno expandibles a través de un procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1-5 y las partículas impregnadas obtenidas de esta manera son expandidas hasta alcanzar una densidad aparente más baja que la de las partículas de polivinilareno compactas.
7. Procedimiento según la reivindicación 6, en el que las partículas impregnadas son expandidas hasta alcanzar una densidad aparente final al menos cinco veces inferior a la del polivinilareno compacto.
8. Procedimiento según la reivindicación 6 ó 7, en el que las partículas de polivinilareno expandidas obtenidas después de la expansión son impregnadas de nuevo con un gas inorgánico que contiene N_{2}- y/o O_{2} y las partículas impregnadas de esta manera son expandidas de nuevo.
9. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8, en el que las partículas impregnadas son expandidas exponiéndolas a vapor de agua, a temperaturas comprendidas entre 100 y 168ºC, a presiones manométricas comprendidas entre 0 y 600 kPa.
10. Procedimiento para la preparación de un artículo alveolado, en el que partículas de polivinilareno expandidas obtenidas a través de un procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 6 a 9 son calentadas en un molde hasta que las partículas de polivinilareno se reblandecen y pegan entre ellas y el molde calentado obtenido de esta manera es enfriado para producir un artículo alveolado.
11. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el gas inorgánico que contiene N_{2} y/o O_{2}, contiene una cantidad de compuestos orgánicos de como máximo el 0,5% en volumen.
12. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el gas inorgánico que contiene N_{2} y/o O_{2} no contiene compuestos orgánicos.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AU2004267408B2 (en) * 2003-08-15 2009-01-08 Nova Chemicals (International) S.A. Process for processing expandable polymer particles and foam article thereof
FR2858977A1 (fr) * 2003-08-21 2005-02-25 Bp Chem Int Ltd Composition de polystyrene expansible, procede de fabrication d'objets en polystyrene expanse de moyenne densite, et perles pre-expansees en polystyrene de moyenne densite
US20090181253A1 (en) * 2008-01-15 2009-07-16 Nova Chemicals Inc. Particulate interpenetrating network polymer
AT516572A1 (de) * 2014-08-05 2016-06-15 Austrotherm Gmbh Niederdichte, mikrozellulare, geschlossenzellige, thermoplastische Schaumstoffe und ihre Herstellung
CN106079217B (zh) * 2016-06-08 2018-08-28 惠州景华包装制品有限公司 一种eps红外线预发泡工艺

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE754520A (fr) * 1969-08-06 1971-02-08 Hoechst Ag Produits-mousse et procede pour leur fabrication
JPH03275738A (ja) * 1990-03-19 1991-12-06 Arco Chem Technol Inc Co↓2によるポリマー粒子の発泡方法
US5049328A (en) * 1990-07-02 1991-09-17 Arco Chemical Technology, Inc. Purification, impregnation and foaming of polymer particles with carbon dioxide
DE4137405A1 (de) * 1991-11-14 1993-05-19 Basf Ag Expandierbare styrolpolymerisate, enthaltend als treibmittel kohlendioxid

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