ES2249170B1 - Composiciones de silicona mezclada. - Google Patents
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Abstract
Composiciones de silicona mezclada que comprenden desde alrededor de un 10% hasta alrededor de un 90% de porcentaje en volumen de partículas cerámicas en una matriz de desde alrededor de un 90% hasta alrededor de un 10% en porcentaje en volumen de un polímero de silicona moldeable por inyección o compresión. También se describen artículos tales como guantes para el horno, salvamanteles, utensilios de cocina para horno convencionales, pantallas de iluminación, portalámparas y cajas eléctricas, etc., y otros productos que requieran aislamiento de calor y eléctrico y conductividad eléctrica y térmica moldeados a partir de dichas mezclas de polímero de silicona.
Description
Composiciones de silicona mezclada.
La presente invención se refiere a composiciones
de silicona mezclada y más particularmente a mezclas o
combinaciones de partículas de cerámica con termo plásticos de
silicona.
Los polímeros de silicona son bien conocidos
como composiciones de moldeado por inyección o compresión para la
producción de un amplio espectro de productos que van desde guantes
de trabajo para la protección de las manos hasta utensilios de
cocina para hornos que son populares en Europa y se están
convirtiendo en más comunes en Estados Unidos.
Aunque son altamente útiles para estas
aplicaciones, los polímeros de silicona siguen siendo malos
conductores del calor y, por lo tanto, no son particularmente útiles
en aplicaciones en las que la conductividad variable es de
particular valor.
Sería por lo tanto altamente deseable disponer
de composiciones que mientras exhiben las excelentes capacidades de
moldeado por inyección o compresión de los polímeros de silicona
también poseyeran varias propiedades de conductividad térmica tales
como las que muestran las cerámicas tales como el óxido de aluminio
y similares.
Es por lo tanto un objeto de la presente
invención proporcionar composiciones de moldeado de polímeros de
silicona que mientras exhiban las excelentes propiedades de
fabricación de dichos materiales sean capaces de producir productos
que requieran capacidades variables de conductividad del calor.
Es otro objeto de la presente invención
proporcionar una variedad de productos producidos a partir de dichas
composiciones de moldeado de polímeros de silicona que exhiban
selectivamente propiedades aislantes del calor o propiedades de
conductividad térmica específicas para el uso pretendido.
De acuerdo a la presente invención, se
proporcionan mezclas de materiales de polímeros de silicona que
comprenden desde alrededor de un 10 a alrededor de un 90 por ciento
en volumen de cerámica en una matriz de desde alrededor de un 90 a
alrededor de un 10 por ciento en volumen de un polímero de silicona
moldeable por inyección o compresión. También se describen artículos
tales como guantes para el horno, salvamanteles, utensilios de
cocina, pantallas y alojamientos de iluminación, y otros productos
que requieran aislamiento del calor y conductividad térmica,
moldeados a partir de dichas mezclas de polímeros de silicona.
El moldeado, por compresión o inyección, de
polímeros de silicona es bien conocido en el arte y ampliamente
utilizado en todo el mundo. Las ventajas de las propiedades de los
diversos productos de polímero de silicona son también bien
conocidos de forma similar e incluyen excelente resistencia al
calor, más allá de los 200ºC, relativamente buen aislamiento del
calor, aislamiento eléctrico, etc. Probablemente más importante
para el éxito de estos materiales ha sido su relativamente bajo
coste y su relativa facilidad de formación en una amplia variedad de
formas muy variadas y a menudo complejas utilizando técnicas de
fabricación rápidas y baratas. Estos factores, combinados con la
durabilidad y las características sensoriales de estos materiales
los han hecho muy populares para un amplio rango de productos.
De forma similar, las propiedades de los
materiales cerámicos tales como el óxido de aluminio, el nitruro de
aluminio, etc. también son bien conocidas e incluyen excelente
resistencia al calor, aislamiento del calor, generalmente débil
conductividad eléctrica (buenos aislantes eléctricos) o propiedades
de aislamiento eléctrico, etc. Estos materiales son generalmente
algo más complejos de fabricar y requieren temperaturas de cocción
relativamente elevadas y el uso de procesos de formación y matrices
relativamente sofisticados. Los productos resultantes son a menudo
frágiles y, por lo tanto, no son adecuados para el uso en las
aplicaciones demandadas en las que el abuso físico es probable.
Mientras que las propiedades de cada una de
estas dos clases de materiales y sus métodos de fabricación son
también bien conocidos, han encontrado generalmente uso en
aplicaciones bastante diferentes y a veces similares. Por ejemplo,
tanto la cerámica como los polímeros de silicona moldeados han
encontrado un uso en una variedad de los llamados utensilios de
cocción del tipo usado en ambos hornos convencionales. En cuanto a
las diferencias, los polímeros de silicona moldeada han encontrado
uso en productos flexibles tales como guantes y productos tales como
cubiertas de lámparas y similares que aprovechan la ventaja de su
translucidez o flexibilidad, aplicaciones que son generalmente
inapropiadas para los materiales cerámicos.
De acuerdo con la presente invención, la
relativa facilidad de formación y la resistencia a la temperatura
de los polímeros de silicona se combinan con las propiedades mucho
mayores de aislamiento eléctrico y del calor de los materiales
cerámicos para proporcionar una nueva clase de materiales mezclados
que poseen muchas de las ventajas y pocas de las desventajas de cada
uno de los elementos individuales, el polímero de silicona de la
matriz y los aditivos diversos del material mezclado.
Las composiciones mezcladas de polímero de
silicona/partículas de cerámica de la presente invención son
formuladas a través de la mezcla o, como se conoce convencionalmente
como composición, de los porcentajes apropiados en volumen de
cerámicas o partículas metálicas en el material de polímero de
silicona previo al moldeado de la mezcla y mientras el polímero de
silicona se encuentra en estado gomoso, es decir, no en estado
sólido. La mezcla o composición en estas condiciones simplifica el
mantenimiento de las diversas partículas en un estado suspendido o
dispersado en el polímero de silicona antes y durante la operación
de moldeado.
Una clase particularmente preferida de polímeros
de silicona para uso en la presente invención son aquellos
suministrados bajo la marca Winthane^{TM} Silicone elastomers que
pueden obtenerse de Winfield Industries, 852 Kensington Ave.,
Buffalo, New York 14215 como líquidos o gomas que, cuando se
fabrican, mantienen sus propiedades físicas en un rango muy amplio
de temperaturas de trabajo, desde -60ºC a +230ºC.
Tal como se usa aquí, el término "partícula
cerámica" se refiere a e incluye cualquier partícula cerámica de
un tamaño y forma que pueda ser dispersado en una matriz de
material de moldeado de silicona gomosa y a continuación pueda ser
formado como una mezcla compuesta de una matriz de polímero de
silicona y partículas de cerámica por moldeado, por ejemplo por
moldeado por inyección o compresión. Son específicamente preferidas
las partículas, especialmente las partículas cerámicas, de un
tamaño de 10 mesh o mayor (alrededor de 1885 micras o menos de
diámetro) para la preparación de los compuestos de moldeado aquí
descritos.
Aunque la cerámica específica utilizada en las
composiciones de la presente invención puede ser seleccionada entre
un amplio rango de estos materiales y virtualmente se puede usar
cualquier material cerámico compatible con polímeros de silicona
que imparta al polímero de silicona las propiedades deseadas, las
cerámicas de óxido de aluminio son específicamente preferidas
debido a su coste, procesabilidad y propiedad las mejoras que
proporcionan. Los materiales cerámicos de óxido de aluminio que
comprenden desde alrededor del 80% hasta el 100% en peso de óxido de
aluminio son especialmente preferidos.
La mezcla de la cerámica/partículas metálicas en
la matriz del polímero de silicona puede realizarse exitosamente
utilizando cualquiera de las técnicas de composición bien conocidas
en el campo de la mezcla de aditivos en matrices poliméricas. De
particular utilidad en la mezcla de las composiciones instantáneas
es la mezcla de rodillo como se usa convencionalmente en la mezcla
de pigmentos y catalizadores con polímeros de silicona en la
preparación de composiciones de moldeado convencionales.
Las composiciones de moldeado de
silicona/partí-
culas cerámicas descritas anteriormente son útiles para la fabricación de un amplio rango de productos. Entre ellos están: guantes resistentes al calor, es decir, manoplas para el horno y similares, posa vasos o salvamanteles para sostener utensilios de cocina calientes y similares, utensilios de cocción para el horno convencionales, aislamiento para cables eléctricos, porta lámparas, etc. y virtualmente cualquier tipo de material de aislamiento térmico tal como salvamanteles, sábanas, cubiertas, etc.
culas cerámicas descritas anteriormente son útiles para la fabricación de un amplio rango de productos. Entre ellos están: guantes resistentes al calor, es decir, manoplas para el horno y similares, posa vasos o salvamanteles para sostener utensilios de cocina calientes y similares, utensilios de cocción para el horno convencionales, aislamiento para cables eléctricos, porta lámparas, etc. y virtualmente cualquier tipo de material de aislamiento térmico tal como salvamanteles, sábanas, cubiertas, etc.
Se han descrito así una variedad de
composiciones de aditivos de polímero de silicona que aprovechan la
ventaja de la facilidad de procesamiento de los materiales
poliméricos de silicona y por la incorporación de materiales que
mejoran el aislamiento térmico específico, materiales conductores
del calor y materiales conductores eléctricos que proporcionan
composiciones de moldeado cuyas propiedades térmicas y eléctricas
pueden ser adaptadas para una amplia variedad de aplicaciones en
muchos campos distintos.
Tal como ha sido descrita la invención, será
aparente para aquellos expertos en la materia que la misma puede
ser variada de muchas formas sin salirse del espíritu y el ámbito
aquí indicado. Todas y cada una de estas modificaciones están
destinadas a ser incluidas en el ámbito de las reivindicaciones
adjuntas.
Claims (11)
1. Una mezcla de un polímero de silicona que
comprende desde alrededor de un 10% a alrededor de un 90% en
porcentaje en volumen de partículas de cerámica en una matriz de
desde alrededor de 90% a alrededor de 10% en porcentaje en volumen
de un polímero de silicona moldeable por inyección o por
compresión.
2. La mezcla de un polímero de silicona según
la reivindicación 1 donde dicha mezcla de polímero de silicona
incluye partículas de cerámica.
3. La mezcla de un polímero de silicona según
la reivindicación 2 donde dicha cerámica tiene un tamaño de
partícula de 10 Mesh o mayor.
4. La mezcla de un polímero de silicona según
la reivindicación 2 donde dicha cerámica es óxido de aluminio.
5. La mezcla de un polímero de silicona según
la reivindicación 4 donde dicha cerámica es una composición de
óxido de aluminio que comprende desde alrededor del 80% a alrededor
del 100% en porcentaje en peso de óxido de aluminio.
6. La mezcla de un polímero de silicona según
la reivindicación 5 donde dicha cerámica tiene un tamaño de
partícula de 10 Mesh o mayor.
7. Un artículo térmicamente aislante moldeado a
partir de una mezcla de polímero de silicona que comprende desde
alrededor de un 10% a alrededor de un 90% en porcentaje en volumen
de partículas de cerámica en una matriz de desde alrededor del 90%
a alrededor del 10% de porcentaje en volumen de un polímero de
silicona moldeable por inyección o compresión.
8. El artículo térmicamente aislante según la
reivindicación 7 donde dicha cerámica tiene un tamaño de partícula
de 10 Mesh o mayor.
9. El artículo térmicamente aislante según la
reivindicación 7 donde dicha cerámica es óxido de aluminio.
10. El artículo térmicamente aislante según la
reivindicación 9 donde dicha cerámica es una composición de óxido
de aluminio que comprende desde alrededor del 80% a alrededor del
100% en peso de óxido de aluminio.
11. El artículo térmicamente aislante según la
reivindicación 10 donde dicha cerámica tiene un tamaño de partícula
de 10 Mesh o mayor.
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