ES2327106T3

ES2327106T3 - Metodo para la produccion de laminas de espuma.

Info

Publication number: ES2327106T3
Application number: ES02726232T
Authority: ES
Inventors: Franz-Josef Dietzen; Gerd Ehrmann; Gerhard Turznik; Gerhard Alicke; Klaus Hahn; Rainer Schlichtmann; Elmar Boy
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 2001-04-04
Filing date: 2002-03-28
Publication date: 2009-10-26
Anticipated expiration: 2022-03-28
Also published as: WO2002081555A2; WO2002081555A3; PT1385902E; EP1385902B1; EP1385902A2; DE50213649D1; AU2002256724A1; DE10116841A1; ATE435258T1

Abstract

Método para la producción de láminas de espuma con una densidad de 20 a 200 gul -1 y un corte transversal de por lo menos 50 cm 2 mediante extrusión y espumado de un polimerizado de estireno, y 3 a 15% en peso, referido al polimerizado de estireno, de una mezcla de agente propelente de CO 2, etanol y un hidrocarburo alifático, caracterizado porque la mezcla de agente propelente está compuesta de: - 79 a 28% en peso de CO2, - 50 a 10% en peso de etanol, - 11 a 22% en peso de un hidrocarburo C3-C5 alifático, saturado o insaturado, y - 0 a 20% en peso de agua, donde las cifras porcentuales suman 100.

Description

Método para la producción de laminas de espuma.

La invención se refiere a un método para la producción de láminas de espuma con una densidad de 20 a 200 g-l^{-1} y un corte transversal de por lo menos 50 cm^{2}, mediante extrusión y espumado de un polimerizado de estireno y 3 a 15% en peso de un agente propelente de CO_{2}, etanol y un hidrocarburo C_{3}-C_{5}.

Los espumados extruídos de poliestireno (XPS) son empleados en gran medida para aislar edificios y partes de edificios. Para éste propósito de aplicación de las láminas de espuma tiene que exhibir una conductividad del calor tan baja como sea posible. Recientemente, por razones de protección del medio ambiente, para la producción de láminas XPS se emplean agentes propelentes libres de halógenos, preferiblemente mezclas de agentes propelentes que contienen CO_{2}. El CO_{2} se difunde hacia afuera de las células de espuma de manera notablemente más rápida que los gases que contienen flúor, y es reemplazado por aire. Por esta razón, la conductividad del calor del láminas XPS que fueron producidas con agentes propelentes que contienen CO_{2} es ligeramente más alta que la de las láminas XPS que fueron producidas con fluorohidrocarburos. A partir de la EP-A 863 175 se sabe que mediante la adición de partículas de grafito durante la producción de XPS, puede reducirse la conductividad del calor. Sin embargo, se manifiesta que a raíz del efecto formador de núcleo del grafito, se genera una espuma de células muy finas, lo cual conduce a que no se pueden obtener láminas gruesas. La mezcla de agentes propelentes preferiblemente empleada consiste de CO_{2} y etanol, puede contener dado el caso hasta 30% en peso, preferiblemente hasta 10% en peso de un hidrocarburo alifático C_{3}-C_{6}.

Se ha encontrado ahora que mediante el empleo de una mezcla de agente propelente que contiene CO_{2} y etanol así como 11 a 22% en peso de un hidrocarburo C_{3}-C_{5} alifático saturado o insaturado, preferiblemente isobutano, se obtienen láminas de material espumado con una conductividad del calor particularmente baja. En cantidades de isobutano de 10% en peso o menos no se obtiene ninguna reducción notable de la conductividad del calor, en cantidades muy altas de isobutano las láminas de material espumado son combustibles, ellas no pasan la prueba B2-Brand según DIN 4102.

La WO 96/34038 describe láminas de material espumado microcelular de poliestireno de célula abierta. Se describe una multiplicidad de agentes propelentes adecuados, entre otros también CO_{2}, etanol e isobutano. Sin embargo, no se mencionan las correspondientes mezclas ni el efecto relacionado con la conductividad del calor que aparece por adición de hidrocarburos C_{3}-C_{5}. De modo similar, también aplica la EP-A 464 581, en la que se describen mezclas de agentes propelentes de 3-70% en peso de un alcohol, 5-60% en peso de CO_{2} y 0-90% en peso de un hidrocarburo
C_{3}-C_{5} y/o de un fluorohidrocarburo.

Es objetivo de la invención un método para la producción de láminas de espuma con una densidad de 20 a
200 g.l^{-1} y un corte transversal de por lo menos 50 cm^{2} mediante extrusión y espumado de un polimerizado de estireno y 3 a 15% en peso, preferiblemente 4 a 12% en peso, referido al polimerizado de estireno, de una mezcla de agente propelente de

- 79 a 28% en peso de CO_{2},

- 50 a 10% en peso de etanol,

- 11 a 22% en peso de un hidrocarburo C_{3}-C_{5} alifático saturado o insaturado y

- 0 a 20% en peso de agua, donde las cifras porcentuales suman 100.

En el sentido de esta invención, polimerizados de estireno son poliestireno y polimerizados mixtos de estireno, que contienen copolimerizado por lo menos 50% en peso de estireno. Como comonómeros entran en consideración por ejemplo \alpha-metilestireno, estirenos de núcleo halogenado, estirenos de núcleo alquilo, acrilonitrilo, ésteres del ácido metacrílico y alcoholes con 1 a 8 átomos de carbono, compuestos de N-vinilo como vinilcarbazol, anhídrido maleico o también pequeñas cantidades de compuestos que contienen dos dobles enlaces polimerizables como butadieno, divinilbenceno o diacrilato de butanodiol.

Una mezcla de agente propelente preferida está compuesta de

- 60 a 30% en peso de CO_{2}

- 50 a 20% en peso de etanol

- 12 a 18% en peso de isobutano y

- 0 a 20% en peso de agua,

donde las cifras porcentuales suman 100.

Preferiblemente, se ejecuta la extrusión en presencia de 0,01 a 10% en peso, referido al polimerizado de estireno, de un material particulado que absorbe IR. Son materiales adecuados que absorben IR el hollín, polvo de metal, como por ejemplo polvo de aluminio y dióxido de titanio; se prefiere grafito con un tamaño de partícula de 1 a 100 \mum, en cantidades de 0,02 a 4% en peso.

De modo adecuado, en el método acorde con la invención se añaden agentes protectores contra llama, preferiblemente 0,5 a 5% en peso de compuestos orgánicos de bromo con un contenido de bromo superior a 70%, como por ejemplo hexabromociclododecano, preferiblemente junto con 0,1 a 0,5% en peso de un compuesto orgánico que tiene C-C- o O-O lábiles como peróxido de dicumilo o preferiblemente dicumilo.

Como otros aditivos y/o sustancias auxiliares comunes puede añadirse a la matriz de poliestireno, antiestáticos, estabilizantes, colorantes, agentes del relleno y/o agente formador de núcleo en cantidades usuales.

Con el método acorde con la invención se producen láminas de material espumado con una densidad de 20 a 200 g.l^{-1}, en particular de 25 a 40 g.l^{-1}, las cuales exhiben una conductividad al calor (valor \lambda) según DIN 52612 a 10ºC inferior a 35 mW.m^{-1}.K^{-1}. Mediante el empleo de isobutano en la mezcla de agente propelente se reduce el valor \lambda bajo 33.8 mW.m^{-1}.K^{-1} con lo que se alcanza la calidad de conducción de calor 035; cuando adicionalmente se agrega grafito se obtienen incluso valores \lambda inferiores a 32 mW.m^{-1}.K^{-1}, donde son alcanzables grosores de lámina superiores a 60 mm, preferiblemente 80 mm y más. Las láminas de espuma pasan la prueba Brand B2 según DIN 4102. Preferiblemente la espuma tiene célula cerrada, el tamaño promedio de célula está por encima de 80 \mum.

Los porcentajes mencionados en los ejemplos se refieren al peso de poliestireno empleado.

Ejemplos

Se extruyeron las muestras de espuma en una instalación en tándem. Esta consiste en un primer extrusor para la fusión del polímero y el mezclado del agente propelente y un segundo extrusor para enfriar el fundido que contiene el agente propelente. Se colocaron poliestireno, 1,4% de hexabromociclododecano y 0,2% de dicumilo en el primer extrusor. El polímero fue fundido a 210ºC y se inyectó conjuntamente en un punto la mezcla del agente propelente. El fundido que contenía el agente propelente fue enfriado entonces en un segundo extrusor a la temperatura de 120-135ºC, necesaria para el espumado. El rendimiento fue de 70 kg/h, la tobera tenía una apertura de 70 mm y una altura de rendija de tobera de 2 mm. En los ensayos 6 a 9 se añadió grafito en polvo (AF especie 96 a 97, tamaño promedio de partícula 6 \mum, de la compañía Graphitwerk Kropfmühle). Combinaciones de agentes propelentes y resultados, véanse las tablas.

TABLA 1

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TABLA 2

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TABLA 3

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Claims

1. Método para la producción de láminas de espuma con una densidad de 20 a 200 g\cdotl^{-1} y un corte transversal de por lo menos 50 cm^{2} mediante extrusión y espumado de un polimerizado de estireno, y 3 a 15% en peso, referido al polimerizado de estireno, de una mezcla de agente propelente de CO_{2}, etanol y un hidrocarburo alifático, caracterizado porque la mezcla de agente propelente está compuesta de:

- 79 a 28% en peso de CO_{2},

- 50 a 10% en peso de etanol,

- 11 a 22% en peso de un hidrocarburo C_{3}-C_{5} alifático, saturado o insaturado, y

- 0 a 20% en peso de agua,

donde las cifras porcentuales suman 100.

2. Método según la reivindicación 1, caracterizado porque el hidrocarburo es isobutano.

3. Método según la reivindicación 1, caracterizado porque es ejecutado en presencia de 0,01 a 10% en peso, referido al Polimerizado de estireno, de un material particulado que absorbe IR.

4. Método según la reivindicación 3, caracterizado porque el material que absorbe IR es grafito con un tamaño de partícula de 1 a 100 \mum.

5. Método según la reivindicación 1, caracterizado porque las láminas de espuma son producidas con un grosor de más de 60 mm.

6. Método según la reivindicación 1, caracterizado porque la espuma es de célula cerrada.