ES2328744T3

ES2328744T3 - Placa de espuma revestida.

Info

Publication number: ES2328744T3
Application number: ES07103984T
Authority: ES
Inventors: Armin Alteheld; Andreas Emge; Andre Guerin Moreira; Carsten Schips; Timothy Francis; Klaus Hahn; Holger Seifert; Gerhard Turznik
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 2006-03-17
Filing date: 2007-03-13
Publication date: 2009-11-17
Anticipated expiration: 2027-03-13
Also published as: ATE438768T1; EP1842976A1; PL1842976T3; DE502007001214D1; EP1842976B1

Abstract

Placa de espuma con una densidad en un rango de 10 a 100 g/l, que contiene un gas celular con una conductividad térmica menor que el aire, caracterizada porque está rodeada por todos los lados con una película de polímero con un peso por unidad de superficie en un rango de 10 a 250 g/m 2 , que contiene poliamida (PA), cloruro de polivinilideno (PVdC), acetato de polivinilo (PVAc) o poliacrilonitrilo (PAN).

Description

Placa de espuma revestida.

La presente invención comprende una placa de espuma que contiene un gas celular con una conductividad térmica menor que el aire, y está rodeada por todos los lados con una película de polímero que contiene poliamida (PA), cloruro de polivinilideno (PVdC), acetato de polivinilo (PVAc) o poliacrilonitrilo (PAN).

La conductividad térmica de las espumas es determinada, fundamentalmente, por la conductividad térmica del gas celular que contiene. Por los procesos de permeación, los gases celulares incorporados durante el espumaje escapan de la espuma en el posterior almacenamiento y son reemplazados por aire. Dado que el aire, en general, presenta una mayor conductividad térmica respecto de los gases celulares usuales, por ejemplo, hidrocarburos, como el pentano, o gases de expansión, como dióxido de carbono, la conductividad térmica es incrementada significativamente por el intercambio del gas celular. Por lo demás, un rápido escape por permeación del gas celular y un ingreso por permeación más lento del aire pueden generar una baja presión celular, que desestabiliza la espuma y puede provocar un encogimiento.

La memoria WO 91/14724 describe una espuma de célula cerrada que contiene polímeros de barrera para gas, por ejemplo, copolímeros de etileno y acetato de vinilo, alcohol de polivinilo, poliacrilonitrilo, fluoruros o cloruros de polivinilideno, poliamida o ésteres de ácido acrílico, dispersados regularmente en la matriz de polímero y, de ese modo, se reduce la tasa de permeabilidad de aire en las células y de agentes de expansión halogenados de las células de la espuma.

Sin embargo, la incorporación de polímeros de barrera en la matriz de polímero puede influir en el proceso de espumaje y en la estructura de la espuma resultante y sus cualidades. El agregado de polímeros extraños que no son solubles en la matriz, frecuentemente, produce espumas de célula abierta, dado que las membranas pueden abrirse durante el espumaje. La estructura celular parcialmente abierta provoca en este caso una permeación rápida del gas celular fuera de la espuma y provoca otras características negativas, por ejemplo, una mayor absorción de agua. Además, estos agregados posiblemente pueden actuar como formadores de gérmenes durante el espumaje. Debido a una cantidad demasiado elevada de burbujas formadas, se dificulta alcanzar espesores elevados de espuma en el caso de densidad reducida.

La memoria WO 96/21564 describe placas termoaislantes de espuma de poliuretano, espumado entre dos paredes en presencia de dióxido de carbono como agente de expansión, y que presenta una película termoplástica de resina poliéster como capa de barrera contra dióxido de carbono entre la espuma de poliuretano y la segunda capa de pared. La desventaja de este procedimiento consiste en que la espuma de poliuretano no está completamente rodeada por la capa de barrera, por lo cual la capa de barrera no es óptima.

El objeto de la presente invención fue hallar una placa de espuma con conductividad térmica reducida, así como un procedimiento para su obtención, en el cual no se influya negativamente en las características mecánicas de la espuma y el comportamiento ante el fuego.

Acorde a ello se halló la placa de espuma descrita.

Preferentemente, el núcleo de espuma presenta una piel de espumaje. El gas celular que, acorde a la invención, presenta una conductividad térmica inferior al aire, preferentemente, CO_{2} y/o un hidrocarburo gaseoso a temperatura ambiente, como butano o pentano. El gas celular CO_{2} en general es un componente del agente de expansión que, por ejemplo, puede ser incorporado a la masa fundida de polímero (XPS) a través de una extrusionadora o, en el caso de espumas de resina reactiva (PU), es formado in situ durante el proceso de espumaje a partir de los componentes.

Como placa de espuma se pueden utilizar, por ejemplo, espumas de partículas o espumas extrusionadas. Las espumas de partículas se pueden obtener a través de la fusión por sinterización de partículas de espuma, por ejemplo, de poliolefinas expandidas, como polipropileno sensible (EPP) o como partículas espumadas previamente de poliestireno (EPS). Preferentemente se utilizan placas de espuma de una espuma extrusionada en una base de polímero de estireno (XPS).

Las placas de espuma poseen una densidad en un rango de 10 a 100 g/l y son de célula cerrada, es decir, presentan, preferentemente, células que son cerradas en, al menos, un 80%, especialmente, en un 95 a 100%. Para una mejora de la adherencia a sistemas de argamasa, hormigón y de revoque, tras la fabricación y antes del revestimiento pueden ser acuñadas o estampadas, por ejemplo, con una textura de rejilla.

Las placas de espuma presentan, en general, un espesor de entre los 5 y los 500 mm, preferentemente, entre los 10 y los 400 mm y de modo especialmente preferido, entre los 15 y los 350 mm. Sobre todo para el aislamiento térmico en aplicaciones en la construcción, se utilizan placas de espuma en forma de cuadrado con un corte transversal de, al menos, 50 cm^{2}, preferentemente, de 100 a 2000 cm^{2}.

Ventajosamente, también pueden utilizarse placas de espuma con una conductividad térmica de 0,035 W/mK (medido según la Norma DIN 52612 a 10ºC) o inferior. Estas pueden contener 0,01 a 10% en peso, en relación al polímero, de un absorbente IR en forma de partículas, como hollín, polvo metálico, por ejemplo, polvo de aluminio y óxido de titanio, preferentemente, grafito, con un tamaño medio de partículas de 1 a 100 \mum.

Se prefieren especialmente los cuerpos extrusionados de espuma de poliestireno (XPS), obtenidos utilizando agentes de expansión libres de halógeno, regulares, de célula cerrada y de forma estable de una matriz termoplástica de poliestireno, con un peso molecular medio M_{w} de entre 110 000 y 500 000 g/mol y una inconsistencia M_{w}/M_{n} mayor que 1,5, como la que se describe en la memoria EP-A-0 802 220. En general, presentan una resistencia a la presión, medida según la Norma DIN EN 826, en un rango de 0,2 a 1,0 N/mm^{2}, preferentemente, en un rango de 0,3 a 0,7 N/mm^{2}. Preferentemente, la densidad se encuentra en un rango de los 25 a 50 g/l.

La placa de espuma acorde a la invención también puede contener una espuma rígida de poliuretano (PUR) como núcleo. En este caso se pueden utilizar placas de espuma rígida PU, fabricadas continua o discontinuamente, para aplicaciones en la construcción o recipientes de gas líquido. Preferentemente, se utilizan espumas de poliuretano de fórmulas que se expanden, predominantemente, con hidrocarburos y, sólo en una parte reducida, con agua. La densidad de las espumas rígidas es, preferentemente, de 10 a 400 kg/m^{3}, preferentemente, de 10-200, especialmente, de 25 a 150 kg/m^{3}. Las placas de espuma rígida alcanzan la conductividad térmica de clase 025 en el caso de una densidad en un rango de 25 a 150 g/l. El espesor de elementos tipo sándwich de PU se encuentra, usualmente, en un rango de 5 a 150 mm (Kunststoffhandbuch (Manual de plásticos), 3ª edición, página 150), pero puede alcanzar hasta 250 mm.

Las espumas de poliuretano, especialmente, las espumas rígidas de poliuretano, ya se conocen hace tiempo y están descritas ampliamente en la literatura. Su obtención, usualmente, se lleva a cabo a través de la conversión de poliisocianatos a) con compuestos con, al menos, dos átomos de hidrógeno reactivos con grupos isocianato b), en general, polioles. La implementación de espumas rígidas de poliuretano se lleva a cabo, especialmente, para el aislamiento térmico, por ejemplo, de equipos de refrigeración, recipientes o construcciones.

Como poliisocianatos orgánicos a) pueden utilizarse, preferentemente, iosocianatos aromáticos polivalentes.

Mencionaremos individualmente, a modo de ejemplo, diisocianato de toluileno 2,4 y 2,6 (TDI) y las correspondientes mezclas de isómeros, 4,4'-, 2,4'- y 2,2'-diisocianato de difenilmetano (MDI) y las correspondientes mezclas de isómeros, mezclas de 4,4'- y 2,4'-diisocianato de difenilmetano, poliisocianatos de polifenil-polimetileno, mezclas de 4,4'-, 2,4'- y 2,2'-diisocianato de difenilmetano y poliisocianatos de polifenil-polimetileno (MDI crudo) y mezclas de MDI crudo y diisocianatos de tolueno. Los diisocianatos y poliisocianatos orgánicos pueden ser utilizados individualmente o en forma de mezclas.

Frecuentemente, se utilizan los denominados isocianatos polivalentes modificados, es decir, productos que se obtienen por conversión química de diisocianatos y/o poliisocianatos orgánicos. Mencionaremos a modo de ejemplo diisocianatos y/o poliisocianatos que contienen grupos isocianurato y/o uretano. Los poliisocianatos modificados, eventualmente, pueden ser mezclados entre sí o con poliisocianatos orgánicos no modificados como, por ejemplo, 2,4'-, 4,4'-diisocianato de difenilmetano, MDI crudo, 2,4- y/o 2,6-diisocianato de toluileno.

Además, también pueden utilizarse productos de conversión de isocianatos polivalentes con polioles polivalentes, así como sus mezclas con otros di y poliisocianatos.

Ha demostrado ser especialmente eficaz como poliisocianato orgánico el MDI crudo con una proporción de NCO de 29 a 33% en peso y una viscosidad a 25ºC en un rango de 150 a 1000 mPa.s.

Como compuesto con, al menos, dos átomos de hidrógeno b) reactivos ante isocianato se pueden utilizar, especialmente, alcoholes de poliéter b1) y/o alcoholes de poliéster b2) con índices de OH en un rango de 100 a 1200 mgKOH/g.

Los alcoholes poliéster utilizados junto con los alcoholes poliéter b1) en general se obtienen por condensación de alcoholes polifuncionales, preferentemente, dioles, con 2 a 12 átomos de carbono, preferentemente, 2 a 6 átomos de carbono, con ácidos carboxílicos polifuncionales con 2 a 12 átomos de carbono, por ejemplo, ácido succínico, ácido glutárico, ácido adipínico, ácido subérico, ácido azelaico, ácido sebacínico, ácido decandicarboxílico, ácido maleico, ácido fumárico y, preferentemente, ácido ftálico, ácido isoftálico, ácido tereftálico y los ácidos isómeros naftaleno-dicarboxílicos.

Los alcoholes de poliéter b1), en general, tienen una funcionalidad de entre 2 y 8, especialmente, 3 y 8. Se utilizan, especialmente, polieterpolioles, obtenidos según procedimientos conocidos, por ejemplo, por polimerización aniónica de alquilenóxidos en presencia de catalizadores, preferentemente, alcalihidróxidos. Como alquilenóxidos se utilizan, generalmente, óxido de etileno y/o óxido de propileno, preferentemente, 1,2-óxido de propileno puro.

Como moléculas de partida se utilizan, especialmente, compuestos con, al menos, 3, preferentemente, 4 a 8 grupo hidroxilo o con, al menos, dos grupos amino primarios en la molécula.

Como moléculas de partida con, al menos, 3, preferentemente, 4 a 8 grupo hidroxilo en la molécula se utilizan, preferentemente, trimetilolpropano, glicerina, pentaeritrito, compuestos de azúcares como, por ejemplo, glucosa, sorbita, manita y sacarosa, fenoles polivalentes, resoles, por ejemplo, productos oligómeros de condensación de fenol y formaldehído y productos de condensación de Mannich de fenoles, formaldehido y dialcanolaminas así como melamina.

Como molécula de partida con, al menos, dos grupos amino primarios en la molécula se utilizan, preferentemente, di y/o poliaminas aromáticas, por ejemplo, fenilendiaminas, 2,3-, 2,4-, 3,4- y 2,6-toluilendiaminas y 4,4'-, 2,4'- y 2,2'-diaminodifenilmetano así como di y poliaminas alifáticas, como etilenodiamina.

Los polieterpolioles presentan una funcionalidad de, preferentemente, 3 a 8 e índices de hidroxilo de, preferentemente, 100 mgKOH/g a 1200 mgKOH/g y, especialmente, 240 mgKOH/g a 570 mgKOH/g.

Entre los compuestos con, al menos, dos átomos de hidrógeno b1) que reaccionan ante el isocianato también se encuentran los prolongadores y reticuladores de cadena que eventualmente también son utilizados. Para la modificación de las características mecánicas puede ser ventajosa la adición de agentes difuncionales prolongadores de cadena, agentes reticuladores trifuncionales y superiores o, eventualmente, también sus mezclas. Como agentes prolongadores de cadena y/o reticuladores de cadena se utilizan, preferentemente, alcanoamidas y, especialmente, dioles y/o trioles con pesos moleculares inferiores a 400, preferentemente, 60 a 300.

Los agentes prolongadores de cadena, los agentes reticuladores o sus mezclas se utilizan, convenientemente, en una cantidad de 1 a 20% en peso, especialmente, de 2 a 5% en peso, en relación a los componentes poliol b).

Otras indicaciones acerca de los alcoholes poliéter y alcoholes poliéster utilizados, así como su obtención se puede encontrar, por ejemplo, en Kunststoffhandbuch (Manual de plásticos), tomo 7 "Polyurethane" (poliuretanos), editado por Günter Oertel, Editorial Carl-Hanser, Munich, 3ª edición, 1993.

El procedimiento para la obtención de las espumas de poliuretano se lleva a cabo, además, en presencia de catalizadores b3) así como, en caso de ser necesario, de otras sustancias auxiliares y/o adicionales.

Como catalizadores se utilizan, especialmente, compuestos que aceleran fuertemente la reacción de grupos isocianato con los grupos reactivos ante grupos isocianato.

Tales catalizadores son aminas muy básicas, por ejemplo, aminas alifática secundarias o terciarias, imidazoles, amidinas y alcanoaminas. En el caso de que se deban incorporar grupos isocianato en la espuma rígida se requieren catalizadores especiales. Como catalizadores de isocianurato usualmente se utilizan carboxilatos metálicos, especialmente, acetato de potasio y sus soluciones.

Los catalizadores pueden ser utilizados solos o libremente en mezclas entre sí, según se requiera.

Como agente ignífugo b4) pueden utilizarse ésteres orgánicos de ácido fosfórico y/o de ácido fosfónico. Preferentemente, se utilizan compuestos no reactivos ante grupos isocianato. También ésteres de ácido fosfórico que contienen cloro son compuestos preferidos.

Representantes típicos de este grupo de agentes ignífugos son el trietilfosfato, difenilcresilfosfato, tris-(cloropropil)-fosfato, así como dietiletanofosfonato.

Además, también pueden utilizarse agentes ignífugos que contienen bromo. Como agentes ignífugos que contienen bromo se utilizan, preferentemente, compuestos que presenten grupos reactivos ante grupos isocianato. Tales compuestos son ésteres del ácido tetrabromoftálico con dioles alifáticos y productos de alcoxilación del dibromobutenodiol. También pueden ser utilizados los compuestos derivados de la serie de los compuestos de neopentilo bromados, que contienen grupos OH.

El procedimiento se lleva a cabo, usualmente, en presencia de agentes de expansión, catalizadores y estabilizadores celulares, así como, en caso de ser necesario, otras sustancias auxiliares y/o adicionales.

Como agente de expansión b5) se puede utilizar agua, que reacciona con grupos isocianato, disociando el dióxido de carbono. En combinación con el agua, o en lugar de ella también se pueden utilizar los denominados agentes físicos de expansión. Se trata, en este caso, de compuestos que ante los componentes utilizados son inertes, generalmente líquidos a temperatura ambiente y que se evaporan en las condiciones de la reacción de uretano. Preferentemente, el punto de ebullición de estos compuestos se encuentra por debajo de los 50ºC. Entre los agentes físicos de expansión también se hallan los compuestos gaseosos a temperatura ambiente y que bajo presión son introducidos o disueltos en los componentes utilizados, por ejemplo, dióxido de carbono, alcanos y fluoralcanos de bajo punto de ebullición.

Los compuestos generalmente se eligen entre el grupo que contiene alcanos y/o cicloalcanos con, al menos, 4 átomos de carbono, dialquiléteres, ésteres, cetonas, acetalos, fluoralcanos con 1 a 8 átomos de carbono, y tetraalquilsilanos con 1 a 3 átomos de carbono en la cadena alquilo, especialmente, tetrametilsilano.

Como ejemplos mencionaremos el propano, n-butano, iso-butano y ciclobutano, n-pentano, iso-pentano y ciclopentano, ciclohexano, dimetiléter, metiletiléter, metilbutiléter, metiléster de ácido fórmico, acetona, así como fluoralcanos que pueden ser desintegrados en la troposfera y por ello no son dañinos para la capa de ozono, como trifluormetano, difluormetano, 1,1,1,3,3-pentafluorbutano, 1,1,1,3,3-pentafluorpropano, 1,1,1,2-tetrafluoretano, difluoretano y heptafluorpropano. Los agentes de expansión mencionados pueden ser utilizados entre sí o en combinaciones libres entre sí.

Como sustancia auxiliar y/o sustancia adicional b6) pueden utilizarse las sustancias conocidas para este fin, por ejemplo, sustancias de acción superficial, estabilizadores de espuma, reguladores celulares, materiales de relleno, pigmentos, colorantes, agentes ignífugos, agentes de protección ante hidrólisis, antiestáticos, agentes de acción fungistática y bacteriostática.

Indicaciones más detalladas acerca de las materias primas, de los agentes de expansión y los catalizadores utilizados para la realización del procedimiento así como las sustancias auxiliares y/o sustancias adicionales se pueden encontrar, por ejemplo, en Kunststoffhandbuch (manual de plásticos), tomo 7, "Polyurethane" (poliuretanos), Editorial Carl-Hanser, Munich, 1ª edición, 1966, 2ª edición, 1983 y 3ª edición, 1993.

Para la obtención de espumas rígidas de poliuretano se convierten los poliisocianatos a) y los componentes poliol b), en tales cantidades que el índice de isocianato se encuentra en un rango entre 80 y 220, preferentemente, entre 100 y 200, para las espumas rígidas de poliisocianato el índice puede ascender a hasta 450.

Las espumas rígidas de poliuretano pueden elaborarse de manera discontinua o continua mediante dispositivos mezcladores conocidos.

Usualmente, las espumas rígidas PUR se obtienen según un procedimiento de dos componentes. En este procedimiento se mezclan los compuestos con, al menos, dos átomos de hidrógeno b1) o b2), reactivos ante grupos isocianato, con los catalizadores b3), los agentes ignífugos b4), agentes de expansión b5) así como las demás sustancias auxiliares y/o adicionales b6) hasta obtener el componente poliol b) y éste es convertido con los poliisocianatos o mezclas de los poliisocianatos a) y, eventualmente, agentes de expansión, también denominados componentes isocianato.

La mezcla continua del componente isocianato con el componente poliol para la obtención de elementos sandwich o de aislamiento en instalaciones de cinta doble es un modo de ejecución preferido del procedimiento acorde a la invención. En esta tecnología es usual que los catalizadores y los agentes de expansión sean dosificados al componente polar a través de otras bombas dosificadoras. A su vez, los componentes originales pueden ser divididos en hasta 8 componentes individuales. Las recetas de espumaje, derivadas del procedimiento de dos componentes, se pueden adaptar de manera simple al procesamiento de sistemas de múltiples componentes. En el caso de procesos de cinta doble, los componentes poliol e isocianato generalmente son dosificados a una temperatura de 15 a 35ºC, preferentemente, de 20 a 30ºC, con una máquina de alta presión, y mezclados en una cabeza mezcladora. A la mezcla de poliol se le pueden agregar anteriormente catalizadores y/o agentes de expansión, con bombas independientes. La mezcla de reacción es aplicada continuamente sobre la capa inferior de protección. La capa inferior de protección con la mezcla de reacción, y la capa superior de protección, ingresan en la cinta doble. Aquí la mezcla de reacción hace espuma y se endurece. Tras abandonar la cinta doble se corta la barra continua a las medidas deseadas. De esta manera pueden obtenerse elementos tipo sándwich con capas metálicas de protección o elementos de aislamiento con capas flexibles de protección.

En una variante alternativa de elaboración, la mezcla de reacción puede ser vertida en herramientas de apoyo cerradas, con máquinas de dosificación de alta presión o de baja presión. Acorde a esta tecnología se elaboran, por ejemplo, los elementos tipo sándwich discontinuos.

Además, la mezcla de reacción también puede ser vertida o inyectada libremente sobre superficies o en espacios huecos abiertos. Según este procedimiento se pueden aislar techos o recipientes complejos in situ u obtener bloques de espuma de grandes volúmenes.

Como película de polímero para el revestimiento de las espumas se adecuan los materiales de barrera, que también se conocen de la industria del envasado de alimentos, por ejemplo, como capa de polímero en botellas PET para bebidas carbonatadas. Preferentemente, las películas de polímero contienen silicatos estratificados, poliamidas (PA6, PA 6/6, PA 6/66/136, MXD-6), cloruro de polivinilideno (PVdC), poli(etileno-co-vinilalcohol) (EVOH), acetato de polivinilo (PVAc), poliacrilonitrilo (PAN).

Muchos materiales de barrera que presentan tasas de reacción muy reducidas ante gases celulares, absorben mucha agua (por ejemplo, EVOH) o presentan una tasa de permeación elevada ante vapor de agua. La absorción de agua o la permeabilidad de vapor de agua son desventajosas. Por ejemplo, debido al hinchamiento por agua la capa de barrera puede perder el efecto de barrera o se puede reducir la adherencia al material recubierto. Por ello, frecuentemente, es especialmente ventajosa la aplicación de una capa de barrera que presenta tanto una permeabilidad reducida de gas celular como así también una absorción de agua reducida y tasas reducidas de difusión de vapor de agua. De modo especialmente preferido se utiliza, por ello, el cloruro de polivinilideno (PVdC).

Para las películas de polímero se utilizan, en general, polímeros que forman película por debajo de los 50ºC, especialmente aquellos que ya a temperatura ambiente presentan buenas propiedades de conformación de película.

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En general, una película de polímero con un peso por unidad de superficie tras el secado en un rango de 10 a
250 g/m^{2} presenta suficientes propiedades de barrera. Los espesores de capa en un rango de 1 \mum a 1000 \mum, especialmente, de 5 \mum a 100 \mum en general son suficientes para la función acorde a la invención del revestimiento.

La película de polímero también puede consistir en dos o más capas diferentes. Por ejemplo, una capa puede servir de agente adhesivo (primario), mientras que la otra capa exterior reduce la absorción de agua. Ambas capas pueden actuar como material de barrera ante el gas celular. Se prefiere una placa de espuma con una película de polímero que consiste en una primera capa interna de poliamida (PA), poliacrilato, polimetacrilato, copolímeros de estireno o un primario PU y una segunda capa exterior de cloruro de polivinilideno (PVdC), asimismo, la película de polímero está aplicada con la primera capa sobre la placa de espuma. Por ejemplo, una adhesión al material aislante puede llevarse a cabo a través de PA 6/66/136, mientras que la absorción de agua y vapor de agua se reduce a través del PVdC.

También puede ser ventajosa la aplicación de una capa de barrera orientada, en cuyo caso la tasa de permeación de la capa de barrera puede ser reducida aún más mediante la orientación. La orientación puede obtenerse, por ejemplo, a través de un estiraje mecánico de una película de barrera.

Para la obtención de una placa de espuma acorde a la invención, el núcleo de espuma puede ser recubierto con la película de polímero a través de uno o múltiples laminados, inmersión o rociado con una solución de polímeros o una dispersión de polímeros. Esto se lleva a cabo, en general, directamente tras la obtención del núcleo de espuma, mientras haya una cantidad elevada de gas celular y antes de que el gas celular obtenido originalmente escape de la espuma. De modo alternativo, la película de polímero puede ser aplicada sobre la placa de espuma con un
cilindro.

Eventualmente, también puede utilizarse un agente adhesivo. La capa de barrera también puede ser adherida o laminada en forma de una película sobre la espuma obtenida anteriormente, que contiene gas celular, o la espuma puede ser soldada a dicha película.

Si se utilizan espumas reactivas, por ejemplo, espuma de poliuretano, las placas de espuma pueden fabricarse de manera continua con el procedimiento de doble cinta. Entonces, la capa de barrera es generada sobre la placa de espuma obtenida de este modo, mediante una solución o dispersión de polímeros, aplicada sobre la espuma mediante laminado, rociado o inmersión, asimismo, es posible la utilización de un agente adhesivo. De modo alternativo, la capa de barrera puede ser adherida o laminada en caliente como película sobre una capa de barrera metálica, papirácea o que contiene plástico. Esta capa de protección es utilizada luego en un procedimiento de cinta doble para obtener elementos tipo sándwich de PU que contienen capas de barrera. En este caso se puede pensar en utilizar, en total, una o múltiples capas de barrera en el elemento tipo sándwich.

Asimismo, es posible implementar capas de barrera en el espumaje de espacios huecos. En este caso, la cara interna de una cavidad por llenar primero es revestida completamente a través de rociado o inmersión en una solución o dispersión del material de barrera y un posterior secado. Entre otros se aplica, en este caso, un agente adhesivo. Luego se llena la cavidad con la mezcla de reacción de PU y el espacio hueco es llenado por la espuma que se forma. De esta manera se obtiene, en el corte a través de la pared del equipo de refrigeración, la siguiente configuración, desde fuera hacia dentro: Capa de barrera de acero - espuma rígida PU - capa de barrera - revestimiento HIPS o ABS. El procedimiento permite revestir completamente los contornos 3D (tridimensionales) de la espuma o de la cabina del equipo de refrigeración, incluyendo depresiones y elevaciones.

La capa de barrera también puede ser aplicada en forma de una película sobre un rollo revestido, es decir, sobre HIPS ABS de tal manera (por ejemplo, por laminado en caliente), que tras el ensamblado de esos componentes conformando una cavidad la película de barrera recubra todas las paredes internas del espacio hueco. Luego se llena la cavidad con la mezcla de reacción PU y en el espacio hueco se forma la espuma. En caso de ser necesario, puede aplicarse primero una capa de agente adhesivo. En los ejemplos mencionados para llenar una cavidad, también pueden utilizarse, en lugar de una mezcla de reacción de PU, cuerpos de espuma de partículas que contienen gas celular a modo de relleno (por ejemplo, EPS, también EPS que contiene absorbentes IR).

En el caso de daños de la capa de barrera, ésta puede ser sellada nuevamente por el usuario a través de una aplicación posterior del componente de barrera, por ejemplo, mediante un spray.

En el caso de la placa de espuma acorde a la invención, se ralentiza el intercambio gaseoso a través de la película de polímero como capa de barrera. Por ello presenta un aislamiento térmico mejorado y un encogimiento reducido.

La placa de espuma acorde a la invención se adecua, entre otros, para su utilización en equipos de refrigeración, en su aplicación como materiales de construcción para la protección contra incendios clases B2 y B3, y para el aislamiento de recipientes de líquidos (por ejemplo, para LNG o LPG). Se prefiere, especialmente, la utilización como material aislante térmico para la construcción.

Ejemplos Revestimientos utilizados

Capa de barrera a: Ultramid 1C (poliamida), obtenida por inmersión de las placas de espuma en una solución al 20% de PA 6/66/136 (Ultramid 1C, BASF AG) en una mezcla de etanol y agua (8:2) Capa de barrera b: Diofan, obtenido por inmersión de las placas de espuma en una dispersión acuosa de PVdC con una proporción de sustancia sólida de 60% en peso (Diofan 193 D, Solvin GmbH & Co. KG)

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Ejemplos 1-4

Una placa de espuma rígida de poliestireno (XPS) extrusionada utilizando CO_{2} como agente de expansión, con un espesor de 30 mm, fue cortado directamente tras la obtención en múltiples cuerpos de muestra (20 cm x 20 cm) que fueron provistos de una capa de poliamida en todos sus lados. El revestimiento se llevó a cabo por inmersión en una solución al 20% de poliamida PA 6/66/136 (Ultramid 1C, BASF Aktiengesellschaft (Sociedad Anónima)) en una mezcla de etanol y agua (8:2).

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Ejemplos 5 y 6

Un cuerpo de muestra correspondiente al ejemplo 1, revestido con poliamida, fue provisto de una segunda capa de cloruro de polivinilideno (PVdC) a través de la inmersión en una dispersión acuosa de cloruro de polivinilideno (PVdC) (proporción de sustancias sólidas: 60% en peso, Diofan 193 D, Solvin GmbH& Co.KG).

Tras el secado del revestimiento se determinó la conductividad térmica (valor Lambda según la Norma DIN 52612 a 10ºC) de las placas de espuma tras 3, 10 y 18 días. Para acelerar la permeación del gas celular CO_{2}, los cuerpos de muestra se almacenaron a 25ºC o 50ºC.

La cantidad de revestimiento en relación a la sustancia sólida/superficie, la temperatura de almacenamiento y la conductividad térmica están resumidas en la tabla 1. Los ejemplos 1-4 muestran que la conductividad térmica de los cuerpos de muestra tras varios días de almacenamiento a 25º o 50ºC se encuentra notablemente por encima de los cuerpos de muestra sin revestir (muestras de comparación V1 y V2). Las placas de espuma rígida de poliestireno revestidas acorde a la invención, de los ejemplos 1 a 5 también muestran, incluso tras un tiempo de almacenamiento prolongado, una conductividad térmica notablemente inferior en comparación con las placas no revestidas (V1 y V2). El revestimiento presentó una muy buena adherencia a esta placa de espuma rígida de poliestireno.

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TABLA 1 Conductividad térmica en función del tiempo de almacenamiento

1

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Tras el secado, los cuerpos de muestra revestidos de los ejemplos 4 y 6 y una muestra de comparación (V1) fueron almacenados en baño de agua. Los cuerpos de muestra fueron sumergidos con pesas para lograr una inmersión completa en el agua. La absorción de agua de las muestras se determinó gravimétricamente dependiendo de la duración del almacenamiento en agua. Los resultados están representados en la tabla 2. El ejemplo 6 muestra que a través de un revestimiento adicional se pudo mejorar la absorción de agua y la adherencia.

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TABLA 2 Absorción del agua

2

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TABLA 3 Encogimiento

3

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Ejemplos 7-12 y muestras de comparación V3-V5

Sistema de espuma rígida PU: equipos de refrigeración

Los cuerpos de espuma PU se obtuvieron acorde a la composición en la tabla 4 mediante un Puromat de alta presión (todas las indicaciones son en porcentaje en peso). El revestimiento se llevó a cabo a través de la inmersión en la solución o dispersión del agente de revestimiento correspondiente a o b, y el posterior secado. Los revestimientos presentan un peso por unidad de superficie de 150 g/m^{2} cada uno.

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Componente poliol A

30% de poliol A, 47.6% de poliol B, 16% de poliol C, 2% de estabilizador 1, 2.3% de agua, 2.1% de catalizador 1.

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TABLA 4

4

Ejemplos 13-16, pruebas de comparación V6 y V7

Sistema de espuma rígida PU construcción

Los cuerpos de espuma PU se obtuvieron acorde a la composición en la tabla 5 con el procedimiento de cinta doble (todas las indicaciones son en porcentaje en peso). El revestimiento se llevó a cabo a través de la inmersión en la solución o dispersión del agente de revestimiento correspondiente a o b, y el posterior secado. Los revestimientos presentan un peso por unidad de superficie de 150 g/m^{2} cada uno.

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Componente poliol B

31% de poliol D, 39% de poliol E, 23,5% de poliol F, 3% de estabilizador 2, 3% de catalizador 2, 0,5% de agua.

Componente poliol C

47,5% poliol G, 5% poliol H, 5% poliol 35% agente ignífugo 1, 2% estabilizador 3, 2.5% agua, 3.0% catalizador 3.

TABLA 5

6

Ejemplos 17-20, pruebas de comparación V8 y V9

Sistema de espuma rígida PU Aislamiento de recipientes para líquidos

Los cuerpos de espuma PU se obtuvieron acorde a la composición en la tabla 6 (todas las indicaciones son en porcentaje en peso). La espuma es obtenida en un procedimiento continuo, aplicando la mezcla de reacción sobre lana de fibra de vidrio que consiste en E-Glass (Saint-Gobain Vetrotex) y luego hace espuma libremente. El revestimiento se llevó a cabo a través de la aplicación de una formulación líquida del material de barrera sobre la espuma mediante un
cilindro, y el posterior secado. Los revestimientos presentan un peso por unidad de superficie de 150 g/m^{2} cada uno.

Componente poliol D

19% de poliol J, 35,5% de poliol K, 34% de poliol B, 5% de poliol C, 3% de poliol I, 1,5% de estabilizador 4, 1% de catalizador 4, 1% de agua.

Componente poliol E

75% de poliol L, 16,5% de poliol A, 5% de poliol F, 1,5% de estabilizador 4, 1% de catalizador 4, 1% de agua.

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TABLA 6

8

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Los ejemplos en las tablas 4 a 6 muestran, en el caso de un envejecimiento acelerado (55ºC), tras 50 días, un incremento de la conductividad térmica y con ello, unas propiedades de aislamiento desmejoradas de, aproximadamente, 5 mW/mK sin revestimiento de barrera, de aproximadamente 2.5 mW/mK con una barrera de poliamida (a) y de
1,5 mW/mK con barrera de Diofan (b) en relación con el respectivo valor inicial, tras un día. La barrera es entonces más eficiente. Todos los demás datos de espuma indican que las demás cualidades permanecen invariables tras aplicar la barrera.

TABLA 7 Absorción del agua

9

Tras el secado, los cuerpos de muestra revestidos del ejemplo 7 y una muestra de comparación no revestida (V3) fueron almacenados en baño de agua. Los cuerpos de muestra fueron sumergidos con pesas para lograr una inmersión completa en el agua. La absorción de agua de las muestras se determinó gravimétricamente dependiendo de la duración del almacenamiento en agua. Los resultados están representados en la tabla 6. La absorción de agua de la espuma es reducida notablemente por la capa de barrera.

Las materias primas utilizadas para la obtención de los poliuretanos (ejemplos 7-20 así como V3-V9):

Poliol A:: Polieterpoliol de vic toluilendiamina, óxido de etileno y óxido de propileno. Índice hidroxilo 400.

Poliol B:: Polieterpoliol en base a sacarosa, glicerina y óxido de propileno. Índice hidroxilo 450.

Poliol C:: Polieterpoliol de trimetilolpropano, óxido de propileno. Índice hidroxilo 160.

Poliol D:: Poliesterol de ácido adipínico, anhídrido de ácido ftálico, ácido oléico y trimetilolpropano, índice hidroxilo 385.

Poliol E:: Polieterpoliol de glicerina, óxido de propileno. Índice hidroxilo 35.

Poliol F:: Mezcla de 86% de dipropilenglicol y 14% de etilenglicol

Poliol G:: Polieterpoliol de sacarosa, dietilenglicol y óxido de propileno. Índice hidroxilo 490.

Poliol H:: Polieterpoliol de etilenodiamina, óxido de propileno. Índice hidroxilo 770.

Poliol I:: Mezcla de 90% de glicerina y 10% de dipropilenglicol

Poliol J:: Polieterpoliol de sacarosa, glicerina, óxido de propileno. Índice hidroxilo 510.

Poliol K:: Poliesterol de anhídrido de ácido ftálico y dietilenglicol. Índice hidroxilo 300.

Poliol L:: Polieterol de sacarosa, pentaeritrito, dietilenglicol y óxido de propileno. Índice hidroxilo 400.

Estabilizador 1:: TegostabÒ B8462, Degussa AG

Estabilizador 2:: Mezcla de 50% de TegostabÒ B8461 y 50% de TegostabÒ B8409, Degussa AG

Estabilizador 3:: Mezcla de 75% de TegostabÒ B8466 (Degussa AG), y 25% de DabcoÒ DC5103 (Air Products)

Estabilizador 4:: TegostabÒ B8443, (Degussa AG)

Catalizador I:: Mezcla de 50% de N-N-dimetilciclohexilamina, 30% de LupragenÒ N301, BASF AG y 20% de LupragenÒ N600, BASF AG.

Catalizador 2:: 10% de LupragenÒ N301, 90% de una solución al 47% de acetato de potasio en etilenglicol, BASF AG.

Catalizador 3:: KX315, Elastogran GmbH

Catalizador 4:: KX315, Elastogran GmbH

Agente ignífugo 1:: Mezcla de 54% de triscloropropilfosfato, 33% de IxolÒ B251 (Solvay AG) y 13% de dietiletanfosfato

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Agentes de expansión:

CP70: Mezcla de agentes de expansión de 70% de ciclopentano y 30% de isopentano

CP95: Mezcla de agentes de expansión de 95% de ciclopentano y 5% de isopentano 245fa: 1,1,3,3,3-pentafluorpropano 141b: 1,1-dicloro-1-fluoretano

Claims

1. Placa de espuma con una densidad en un rango de 10 a 100 g/l, que contiene un gas celular con una conductividad térmica menor que el aire, caracterizada porque está rodeada por todos los lados con una película de polímero con un peso por unidad de superficie en un rango de 10 a 250 g/m^{2}, que contiene poliamida (PA), cloruro de polivinilideno (PVdC), acetato de polivinilo (PVAc) o poliacrilonitrilo (PAN).

2. Placa de espuma acorde a la reivindicación 1, caracterizada porque el gas celular contiene CO_{2} o pentano.

3. Placa de espuma acorde a la reivindicación 1 o 2, caracterizada porque el núcleo de espuma presenta una proporción de células cerradas de, al menos, 80%.

4. Placa de espuma acorde a las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque contiene una espuma extrusionada en base a un polímero de estirol (XPS) como núcleo.

5. Placa de espuma acorde a las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque contiene una espuma rígida de poliuretano (PUR) como núcleo.

6. Placa de espuma acorde a una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada porque la película de polímero consiste en dos o múltiples capas diferentes.

7. Placa de espuma acorde a una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada porque la película de polímero consiste en una primera capa interna de poliamida (PA) o en un primario de PU y una segunda capa exterior de cloruro de polivinilideno (PVdC), asimismo, la película de polímero está aplicada con la primera capa sobre la placa de espuma.

8. Procedimiento para la obtención de una placa de espuma acorde a una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque el núcleo de espuma es recubierto con la película de polímero a través de uno o múltiples laminados, inmersión o rociado con una solución de polímeros o una dispersión de polímeros.

9. Aplicación de la placa de espuma acorde a una de las reivindicaciones 1 a 7 como material termoaislante para la construcción.

10. Aplicación de la placa de espuma acorde a una de las reivindicaciones 1 a 7 para equipos de refrigeración.