ES2379637T3

ES2379637T3 - Composiciones de materiales de cambio de fase (MCF) para gestiÃ³n tÃ©rmica

Info

Publication number: ES2379637T3
Application number: ES05812787T
Authority: ES
Inventors: Loic Pierre Rolland; Raymond J.C. Reisdorf
Original assignee: EI Du Pont de Nemours and Co
Current assignee: EIDP Inc
Priority date: 2004-12-09
Filing date: 2005-10-26
Publication date: 2012-04-30
Anticipated expiration: 2025-10-26
Also published as: WO2006062610A3; WO2006062610A2; CN101115817A; CA2588304A1; ATE541022T1; US8333903B2; EP1838802B1; US20060124892A1; JP2008523204A; EP2261297A2; EP1838802A2; CA2588304C; US20110248208A1; JP5204491B2; CN101115817B

Abstract

Composición de material de cambio de fase (MCF) que comprende: a) de 20 a 80% en peso de MCF; y b) de 20 a 80% en peso de uno o mas polímeros elegidos entre el grupo que consiste en: b1) Polietileno de muy baja densidad (VLDPE) que tiene una densidad igual o inferior a 0, 910 g/cm3 medida segun ASTM 792;~ b2) Caucho de etileno propileno (EPR) que tiene una densidad igual o inferior a 0, 900 g/cm3;b3) Copolímeros de estireno etileno butileno estireno (SEBS); y b4) Copolímeros de estireno butadieno estireno (SBS);estando referidos los porcentajes en peso al peso total de la composición, en la que el uno o mas polímeros estan injertados con 0, 2 a 3% en peso de una funcionalidad de acido carboxflico o anhídrido de acido carboxflico, estando referidos los porcentajes en peso al peso total del uno o mas polímeros.

Description

Composiciones de materiales de cambio de fase (MCF) para gesti6n termica.

Campo de la invenci6n

La presente invenci6n se refiere a composiciones de materiales de cambio de fase (MCF) para la gesti6n termica en diferentes aplicaciones como, por ejemplo, en edificaci6n, automoci6n, envases, ropa y calzado. La presente invenci6n tambien se refiere a hojas y piezas moldeadas que comprenden la composici6n de MCF anterior.

Antecedentes de la invenci6n

Hay un deseo general en todos los campos tecnicos de ser eficaces respecto a la energfa. En la industria de la edificaci6n, por ejemplo, hay necesidad permanente de disminuir los costes de energfa que se refieren al calentamiento y refrigeraci6n de los locales cerrados. Lo mismo es aplicable tambien en la industria textil, por ejemplo para las prendas de vestir y de protecci6n personal, en las que el exceso de calor producido por el portador se tiene que retirar y evacuar de su cuerpo para aumentar la comodidad global de llevar puestas las prendas.

Los materiales de MCF son medios de almacenamiento termico muy productivos que son capaces de absorber y liberar grandes cantidades de calor latente durante la fusi6n y cristalizaci6n, respectivamente. Durante los cambios de fase de este tipo, la temperatura de los materiales de MCF permanece casi constante e igualmente lo hace la del espacio que rodea a los MCF, siendo "atrapado" el calor que fluye por el MCF dentro del propio MCF. Se sabe que las ceras de parafina son particularmente eficaces como MCF.

La Figura 1 muestra una simulaci6n del perfil de temperatura de la superficie interior de tres estructuras de pared de edificio (armadura de vigas de madera) durante un tfpico dfa de verano (latitud 45Â°C; azimut 180Â°; Tmin del aire 15Â°C; Tmax del aire 35Â°C). Las tres estructuras de pared de este tipo comprenden una capa externa (lado de la madera, espesor de 20 mm), una capa de lana mineral (espesor de 250 mm) adyacente a dicha capa externa y un tablero interno de yeso (espesor de 10 mm). La primera estructura de pared (W1) no incluye MCF, mientras que las estructuras de pared segunda y tercera (W2, W3) comprenden adicionalmente una capa de composici6n de MCF situada entre la capa de lana mineral y la capa de tablero de yeso, consistiendo las capas de composici6n de MCF en 7,15% en peso de MCF y 92,85% en peso de un hipotetico polfmero y 45% en peso de MCF y 55% en peso de un hipotetico polfmero, respectivamente. El MCF considerado para esta simulaci6n esta comercialmente disponible de Rubitherm con el nombre RubithermÂ® RT20 (punto de fusi6n 22Â°C).

La Figura 1 muestra que se reduce la variaci6n de la temperatura de la pared interior durante el dfa con el aumento de la cantidad de MCF dentro de la estructura de la pared o, en otras palabras, que el rendimiento de la gesti6n del calor de la estructura de la pared aumenta con el aumento de la cantidad de MCF que se incluye en la misma.

El documento JP 05 078 653 A se refiere a un acumulador de calor latente que es una mezcla fundida de un compuesto organico cristalino y al menos una resina que tiene baja cristalinidad seleccionada entre copolfmeros de etileno-alfa-olefina y polietilenos.

Xiao M. y col., "Preparation and performance of shape stabilized phase change thermal storage materials with high thermal conductivity", Energy Conversion & Management, vol. 43 (2002), 103-108 se refiere a conformar materiales termicos estabilizados de cambio de fase hechos de parafina y un poli(estireno-butadieno-estireno) termoplastico, que pueden mantener la misma forma en estado s6lido incluso cuando la temperatura del material de cambio de fase esta por encima del punto de fusi6n de la parafina.

El documento EP 0 412 021 A1 describe materiales de almacenamiento de energfa termica latente caracterizados porque el material comprende una parafina que sirve como componente de almacenamiento y un componente aglutinante que comprende un polfmero organico de hidrocarburo superior.

El documento US 4 825 939 A se refiere a una composici6n polfmera que comprende un material polfmero y un polietilenglicol o un polietilenglicol de extremo protegido como material de cambio de fase.

El documento WO 2004/044345 describe un montaje para cubrir paredes que comprende materiales de cambio de fase de tipo de hidrocarburos alquflicos cristalinos como medio de almacenamiento termico. El montaje comprende 1) una capa de cubierta de material textil o papel que se cubre con un revestimiento de vinilo; 2) una capa intermedia hecha de un compuesto de revestimiento acrflico que contiene MCF finamente dividido y una capa trasera hecha de compuesto ceramico lfquido que se enfrenta a la pared durante el uso. Sin embargo, la capacidad del revestimiento acrflico para incorporar MCF es limitada debido a la polaridad y elevado grado de cristalinidad del propio material acrflico, de modo que la capacidad de almacenamiento de calor del montaje global es limitada hasta un cierto punto.

El documento US 5.053.446 describe un material compuesto util en almacenamiento de energfa termica, siendo dicho material compuesto una matriz de poliolefina que tiene un MCF (por ejemplo un hidrocarburo alquflico cristalino) incorporado al mismo. La matriz de poliolefina es cristalina y tiene que ser una forma termicamente estable hasta las temperaturas de 150 - 180Â°C. Esto se debe al hecho de que la imbibici6n de la matriz tiene que tener lugar a temperaturas hasta los valores anteriores para facilitar que penetre al propio material de MCF en los estrechos espacios de la matriz cristalina. La estabilidad termica se consigue habitualmente reticulando la poliolefina antes del proceso de imbibici6n. Esta es una etapa adicional para la preparaci6n del material compuesto, etapa adicional que hace al proceso global de fabricaci6n mas complicado y costoso. Ademas, a causa del espacio limitado disponible dentro de la propia matriz, es muy diffcil la retenci6n apropiada del MCF, particularmente a temperaturas por debajo del punto de fusi6n del MCF, conduciendo asf a una fuerte disminuci6n del rendimiento en la gesti6n del calor del material compuesto global.

El problema en la rafz de la presente invenci6n es por tanto proporcionar una composici6n de MCF para la gesti6n termica en diferentes aplicaciones como por ejemplo en edificaci6n, automoci6n, ropa y calzado, composici6n de MCF que pueda solucionar los problemas anteriormente mencionados.

Resumen de la invenci6n

Ahora, se ha encontrado sorprendentemente que los problemas anteriormente mencionados se pueden solucionar mediante una composici6n de MCF que comprende:

a) de 20 a 80% en peso de MCF; y

b) de 20 a 80% en peso de uno o mas polfmeros elegidos entre el grupo que consiste en

b1) Polietileno de muy baja densidad (VLDPE) que tiene una densidad igual o inferior a 0,910 g/cm3 medida segun ASTM 792;

b2) Caucho de etileno propileno (EPR) que tiene una densidad igual o inferior a 0,900 g/cm3 medida segun ASTM 792;

b3) Copolfmeros de estireno etileno butileno estireno (SEBS); y

b4) Copolfmeros de estireno butadieno estireno (SBS);

estando referidos los porcentajes en peso al peso total de la composici6n, en la que el uno o mas polfmeros estan injertados con 0,2 a 3% en peso de una funcionalidad de acido carboxflico o anhfdrido de acido carboxflico, estando referidos los porcentajes en peso al peso total del uno o mas polfmeros.

Otro aspecto de la presente invenci6n es proporcionar una hoja hecha con la composici6n de MCF anteriormente descrita, asf como una estructura multicapa que incluye dicha hoja.

Un aspecto adicional de la presente invenci6n es proporcionar una pieza moldeada hecha de la composici6n de MCF anteriormente descrita.

Breve descripci6n de los dibujos

La Figura 1 es una simulaci6n del perfil de temperatura de la superficie interna de tres estructuras de pared de edificio (armaduras de vigas de madera) durante un dfa de verano tfpico (latitud 45Â°; azimut 180Â°; Tmin del aire 15Â°C Tmax del aire 35Â°C).

Descripci6n detallada de la invenci6n

Los polfmeros que se usan en la presente invenci6n tienen polaridad y cristalinidad bajas. El grado de polaridad bajo del polfmero es importante para facilitar la compatibilidad entre el propio polfmero y un MCF de naturaleza no polar. Mas aun, debido a su condici6n amorfa, las matrices de polfmero que se usan en la presente invenci6n tienen suficiente capacidad de absorci6n para incorporar y retener grandes cantidades de MCF, incluso a temperaturas que estan por encima o por debajo del punto de fusi6n del propio MCF. La capacidad de los polfmeros anteriores para retener eficazmente el MCF dentro de su propia matriz confiere a la composici6n de la presente invenci6n un excelente rendimiento de gesti6n del calor durante prolongados perfodos de tiempo.

La densidad de los polfmeros esta correlacionada directamente con el porcentaje de cristalinidad mediante la siguiente ecuaci6n (D. Campbel and J.R. White, Polymer Characterization, Chapman and Hall, 1989, pagina 328):

% cristalinidad = ρs -ρa / ρc -ρa

donde ρs es la densidad de un polfmero dado, ρa es la densidad del mismo polfmero que tiene estructura amorfa y ρc es la densidad del mismo polfmero que tiene 100% de estructura cristalina.

Para el prop6sito de la presente invenci6n, el uno o mas polfmeros se pueden escoger entre todos los tipos de copolfmeros de SEBS y SBS, que se definen como en la reivindicaci6n 1 y que se sabe bien que son amorfos y que tienen tfpicamente densidades que varfan entre 0,900 y 1,1 g/cm3. Tambien es posible usar copolfmeros de EPR que tienen densidades iguales o inferiores a 0,900 g/cm3 asf como VLDPE que tienen densidades iguales o

inferiores a 0,910 g/cm3, preferiblemente entre 0,800 y 0,910, estando todas las densidades medidas segun ASTM 792, estando definidos los copolfmeros de EPR y VLDPE como en la reivindicaci6n 1.

Segun una realizaci6n preferida de la presente invenci6n, la composici6n de MCF incluye EPR que se eligen entre etileno propileno dieno metileno (EPDM), etileno propileno metileno (EPM) y mezclas de los mismos. Como alternativa, el polfmero unico que se usa en la composici6n de PCM de la presente invenci6n es VLDPE que se define como en la reivindicaci6n 1 y que tiene densidad igual o inferior a 0,910 g/cm3.

Ventajosamente, la composici6n de MCF de la presente invenci6n comprende de 30 a 50% en peso y todavfa mas preferiblemente aproximadamente 40% en peso del uno o mas polfmeros, estando referidos los porcentajes en peso al peso total de la composici6n de MCF.

En conformidad con una realizaci6n preferida de la invenci6n, el MCF se elige entre uno o mas hidrocarburos alquflicos (ceras de parafina). Las ceras de parafina son mezclas de hidrocarburos saturados y generalmente consisten en una mezcla de n-alcanos de cadena lineal mayoritariamente con la f6rmula qufmica CH3-(CH2)n-CH3. La cristalizaci6n de la cadena -(CH2)n-libera una gran cantidad del calor latente. Tanto el punto de fusi6n como el calor de fusi6n aumentan con el aumento de la longitud de cadena. Por lo tanto, es posible seleccionar las ceras de parafina, que son productos de refino de petr6leo, de tal manera que el intervalo de temperatura de cambio de fase coincida con la temperatura del sistema de operaci6n al que se aplica el MCF.

En la Tabla 1 se dan las propiedades termicas de tres ceras de parafina diferentes.

Tabla 1

Alcano: NÂ° de C Punto de fusi6n Â°C Calor de fusi6n KJ/Kg Calor Espec. CpKJ/Kg Â°C Estado a T. Amb.

Tetradecano Pentadecano Hexadecano: 14 15 16 5,8 9,9 18,1 227 206 236 2,18 2,22 lfquido lfquido s6lido

Preferiblemente, la composici6n de MCF de la presente invenci6n incluye de 50 a 70% en peso de MCF, preferiblemente 60% en peso, estando referidos los porcentajes en peso al peso total de la composici6n de MCF.

Segun otra realizaci6n, la composici6n de MCF de la presente invenci6n comprende adicionalmente de 10 a 40% en peso de polvo inerte que tiene una capacidad de absorci6n de al menos 50% en peso y preferiblemente al menos 120% en peso, estando referidos los porcentajes en peso a la masa seca del propio polvo inerte. El uso del polvo inerte mejora adicionalmente la retenci6n del MCF dentro de la matriz polimerica. Ventajosamente, el polvo inerte que se usa en la composici6n de MCF de la presente invenci6n es silicato, una o mas cargas retardadoras de llama y mezclas de los mismos. La una o mas cargas retardadoras de llama se eligen ventajosamente entre trihidrato de aluminio, hidr6xido de magnesio, pirofosfato de melamina, cianurato de melamina, una o mas cargas bromadas y mezclas de los mismos.

En la presente invenci6n, el uno o mas polfmeros de composici6n de MCF estan injertados con 0,2 a 3% en peso de una funcionalidad de acido carboxflico o anhfdrido de acido carboxflico, estando referidos los porcentajes en peso al peso total del uno o mas polfmeros. Aun cuando esta pequena cantidad de acido carboxflico o anhfdrido de acido carboxflico no afecta a la polaridad global de la matriz de polfmero, es deseable tener dicha funcionalidad en dicha cantidad si se usa la composici6n de MCF en combinaci6n, por ejemplo, con laminas de aluminio puesto que la funcionalidad de acido carboxflico o anhfdrido de acido carboxflico mejora fuertemente la adhesi6n de la composici6n de MCF a las superficies metalicas.

La matriz de polfmero de la composici6n de MCF segun la presente invenci6n se puede reticular despues de que el MCF se ha incorporado a ella por medio de cualquier procedimiento convencional conocido en la tecnica, como por ejemplo usando agentes de reticulaci6n a base de grupos silano y/o per6xido. Durante este proceso, es importante evitar que tenga lugar la reticulaci6n de MCF. Esto es posible, por ejemplo, injertando grupos silano en las moleculas de polfmero antes de incorporar el MCF. Se pueden producir injertos de este tipo por medio de tecnicas convencionales, tales como extruyendo el polfmero a temperaturas por encima de 150Â°C despues de anadir 0,2 a 2% en peso de vinil-trimetoxi-silano o vinil-trietoxi-silano junto con 0,05 a 0,5% en peso de per6xido. A continuaci6n se puede incorporar el MCF al polfmero injertado con silano y se puede reticular la combinaci6n resultante, en presencia de agua o humedad, usando catalizadores como laurato de dibutil estano. Dicha reticulaci6n de la matriz de polfmero facilita que aumenten las propiedades mecanicas y termicas de la propia composici6n cuando se usa en las diferentes aplicaciones que se enumeran a continuaci6n.

La composici6n del MCF de la invenci6n puede comprender adicionalmente aditivos convencionales tales como antioxidantes y filtros UV. Estos aditivos pueden estar presentes en la composici6n en cantidades y en formas bien

conocidas en la tecnica.

La composici6n del MCF segun la presente invenci6n se puede producir poniendo en remojo los diferentes componentes todos juntos a temperaturas que estan ligeramente por encima del punto de fusi6n del MCF pero por debajo del punto de fusi6n del uno o mas polfmeros. El remojo es una absorci6n natural del MCF fundido por la matriz de polfmero. Habitualmente los componentes se mezclan conjuntamente en un mezclador de volteo durante un cierto perfodo de tiempo que puede variar en funci6n de la velocidad de rotaci6n del propio mezclador de volteo. Los perfodos de tiempo tfpicos estan alrededor de ocho (8) horas.

Otra posibilidad para obtener la composici6n de MCF de la presente invenci6n es por extrusi6n en combinaci6n fundida de modo que los componentes se combinan a temperaturas por encima del punto de fusi6n tanto del uno o mas polfmeros como del MCF, siendo extruida a continuaci6n la mezcla asf obtenida en granulos o directamente en hojas o cualquier otra forma adecuada.

Tambien son objeto de la presente invenci6n las hojas hechas con la composici6n de MCF anteriormente descrita. Preferiblemente, las hojas de este tipo tienen un espesor que varfa entre 0,5 y 10 mm y se pueden fabricar o directamente por extrusi6n en combinaci6n fundida, o de manera alternativa preparando la composici6n de MCF que posteriormente se procesa por medio de cualquier tecnologfa convencional tal como extrusi6n, calandrado y laminaci6n en caliente.

Otro objeto de la presente invenci6n es una estructura multicapa que comprende al menos una hoja (A) de la composici6n de MCF anterior, que esta adyacente al menos a una capa (B). Preferiblemente, dicha capa (A) esta situada entre dos capas (B1, B2). Una de las funciones de la al menos una capa (B), o preferiblemente de dos capas (B1, B2) es ayudar a que se mantenga el material de MCF de la hoja (A) dentro de la matriz de polfmero, facilitando asf que se mantenga el rendimiento de la gesti6n del calor de la hoja (A) de MCF a un nivel alto durante un prolongado perfodo de tiempo. Ademas, por medio de esto se evitan manchas de grasa no deseadas sobre las superficies adyacentes a la composici6n de MCF.

Segun una realizaci6n de la presente invenci6n, la estructura multicapa comprende la siguiente secuencia:

a) al menos una hoja (A);

b) al menos una capa (B); situada adyacente a la al menos una hoja (A):

c) una o mas capas adicionales (C) situadas adyacentes a la al menos una capa (B).

Segun otra realizaci6n de la presente invenci6n, la estructura multicapa comprende adicionalmente una o mas capas adicionales (C) situadas adyacentes y externamente a una o mas de las capas (B1, B2).

La al menos una capa (B) y la una o mas capas adicionales (C) tambien pueden tener la funci6n de conferir a la estructura multicapa global retardo del fuego y conductividad calorffica mejorados de manera que el calor se transporte facilmente a traves de dicha al menos una capa de la composici6n de MCF y viceversa.

La al menos una capa (B) y la una o mas capas adicionales (C) se pueden fabricar de aluminio. Tambien es posible usar poliester revestido al vacfo sobre un lado con aluminio, enfrentandose el lado aluminado a la hoja (A) de MCF, a fin de conseguir la adhesi6n 6ptima. El uso de poliester aluminado tambien confiere a la estructura global multicapa de MCF una excelente resistencia mecanica asf como una excelente elasticidad.

La al menos una capa (B) y la una o mas capas adicionales (C) se pueden hacer de otros materiales en lugar de (o ademas de) el anteriormente mencionado aluminio y/o material de poliester revestido al vacfo, segun el uso y la aplicaci6n especfficos. Materiales de este tipo se pueden elegir independientemente entre una o mas de composiciones de polfmeros retardadores de llama (polfmeros cargados con cargas inorganicas de retardadores de llama como trihidrato de aluminio, hidr6xido de magnesio, carbonato de calcio, cargas bromadas y pirofosfato de melamina), escayola (tableros y paneles de escayola, tableros de yeso), aislante de lana de roca, aislante de lana de vidrio, espuma de poliestireno y otros materiales que se usan convencionalmente en la industria de la construcci6n.

La al menos una capa (B) y la una o mas capas adicionales (C) pueden tener un espesor que varfe desde 5 μm hasta 20 cm en conformidad con los materiales usados. Por ejemplo, las capas de aluminio tendran tfpicamente espesores que variaran desde 5 hasta 500 μm, preferiblemente desde 20 hasta 80 μm y, todavfa mas preferiblemente, de aproximadamente 50 μm.

La estructura multicapa de la presente invenci6n se puede fabricar por procedimientos convencionales. Esto incluye revestir por extrusi6n el material de MCF sobre la al menos una capa (B), laminar por extrusi6n el material de MCF entre dos de dichas capas (B1, B2), y coextruir el material de MCF con al menos una capa (B) si el material de dicha al menos una capa (B) lo permite (por ejemplo si al menos una capa esta hecha de una composici6n retardadora de llama).

Un aspecto adicional de la presente invenci6n se refiere a una pieza moldeada hecha de una composici6n de MCF

como se ha descrito anteriormente. Se puede fabricar una pieza moldeada de este tipo mediante cualquier procedimiento adecuado para transformar materiales termoplasticos incluyendo moldeo por inyecci6n, moldeo por soplado, termoformado y rotomoldeo.

La composici6n de MCF de la presente invenci6n se puede usar en varias aplicaciones en las que se necesita gesti6n termica. Aun cuando la gesti6n de la temperatura dentro de los edificios es una de las aplicaciones mas relevantes, la composici6n de MCF de la presente invenci6n tambien se puede usar en aplicaciones de automoci6n (por ejemplo en los techos, asientos y neumaticos de vehfculos); filtros de aire y conductos de aire; aplicaciones de transporte; envasado de alimentos (para mantener los alimentos frfos o calientes); envases medicos; materiales textiles tejidos y no tejidos y para prendas y artfculos de deporte; calzado; envolturas de arboles; empunaduras (en herramientas, material deportivo y vehfculos), enseres de cama; alfombras; materiales compuestos de madera; cables electricos y tubos de plastico para medios calientes que incluyen agua.

La invenci6n se describira adicionalmente en los siguientes Ejemplos.

Ejemplos

Ejemplo 1

En un mezclador de volteo de un litro se introdujeron simultaneamente 55 g de cera de parafina (MCF) comercialmente disponible de Rubitherm con el nombre comercial de RubithermÂ®RT20 (punto de fusi6n 22Â°C) y 45 g de granulos de VLDPE (densidad 0,863 g/cm3) injertados con 0,5% en peso de anhfdrido maleico, comercialmente disponible de E. I. du Pont de Nemours and Company con el nombre comercial de FusabonbÂ® 493 D. Se llev6 a cabo la combinaci6n durante ocho (8) horas a 25Â°C a fin de dejar tiempo suficiente para maxima incorporaci6n de la cera paraffnica lfquida en la matriz de polfmero (remojo). Los granulos remojados con la cera paraffnica se sacaron del mezclador y se filtraron a fin de retirar restos de cera de parafina lfquida de su superficie externa. Se midi6 la diferencia en el peso de los granulos antes y despues del remojo, permitiendo asf calcular el porcentaje en peso de cera absorbida por la matriz de polfmero.

Se moldearon planchas por compresi6n usando la composici6n de MCF anteriormente obtenida. Se colocaron los granulos en una armadura (espesor de 2 mm) entre 2 placas de acero y el sistema en conjunto se comprimi6 posteriormente a una temperatura de mordaza de 100Â°C y una presi6n de 100 KPa durante el primer minuto y de 8000 KPa durante los 2 minutos posteriores. A continuaci6n se enfriaron las mordazas a 25Â°C durante un perfodo de 4 minutos, siempre a una presi6n de 8000 KPa. Finalmente se afloj6 la presi6n y se retiraron de la armadura las planchas de polfmero producidas.

Se prob6 la flexibilidad de las planchas moldeadas. Tambien se midieron la resistencia al estiramiento y la elongaci6n a la rotura en muestras cortadas con forma de barras de mancuernas de dos de estas planchas, segun el metodo DIN 53504 S2.

Los resultados se muestran en la Tabla 2.

Ejemplo 2 (comparativo)

Se repiti6 el Ejemplo 1 usando granulos de etileno acrilato de metilo, que comprende 25% en peso de acrilato de metilo, comercialmente disponible de E. I. du Pont de Nemours and Company con el nombre comercial ElvaloyÂ®AC 1125. No se hicieron planchas con la composici6n de MCF obtenida en este Ejemplo 2.

Los resultados se muestran en la Tabla 2.

Ejemplo 3 (comparativo)

Se repiti6 el Ejemplo 1 usando granulos de VLDPE (densidad 0,863 g/cm3), comercialmente disponible de Dow Chemicals con el nombre comercial EngageÂ® 8180. No se hicieron planchas con la composici6n de MCF obtenida en este Ejemplo 3.

Los resultados se muestran en la Tabla 2.

Ejemplo 4 (comparativo)

Se repiti6 el Ejemplo 1 usando granulos de HDPE (densidad 0,965 g/cm3), comercialmente disponible de E. I. du Pont de Nemours and Company con el nombre de DuPontÂ®6611. No se hicieron planchas con la composici6n de MCF obtenida en este Ejemplo 4.

Los resultados se muestran en la Tabla 2.

Ejemplo 5 (comparativo)

Se repiti6 el Ejemplo 1 usando granulos de HDPE (densidad 0,965 g/cm3), comercialmente disponible de E. I. du

Pont de Nemours and Company con el nombre de DuPontÂ®6611. Se llev6 a cabo la combinaci6n durante ocho (8) horas a 180Â°C.

Los resultados se muestran en la Tabla 2.

Tabla 2

Ejemplo 1: Ejemplo 2 (comparativo) Ejemplo 3 (comparativo) Ejemplo 4 comparativo) Ejemplo 5 (comparativo)

Temp. remojo (Â°C): 25 25 25 25 180

% Peso1: 100 23 100 13 100

Flexibilidad de las planchas moldeadas: muy flexibles muy flexibles muy quebradizas

Resistencia al estiramiento (MPa): >4,62 2,1

Elongaci6n a rotura (%): >22932 5,9

1 Porcentaje en peso de cera de parafina absorbida por la matriz de polfmero despues de ocho (8) horas de remojo. 100% quiere dar a entender absorci6n total, esto es 55 g de cera de parafina absorbidos en 45 g de polfmero. 2 2293% (4,6 MPa) es el maximo valor medible con el instrumento de prueba

La Tabla 2 muestra que la matriz de polfmero segun la presente invenci6n (Ejemplo 1) puede absorber toda la cantidad de MCF (55 g de MCF por 45 g de polfmero) a 25Â°C mientras que los polfmeros que tienen grados de polaridad altos (Ejemplo 2) o grados de cristalinidad altos (ejemplo 4) pueden absorber MCF solo hasta una magnitud limitada. Para conseguir absorci6n completa del MCF con matrices de HPCE de alta cristalinidad, es necesario aumentar la temperatura de remojo hasta 180Â°C (Ejemplo 5). Las planchas obtenidas moldeando las composiciones de MCF segun la presente invenci6n son muy flexibles y muestran propiedades mecanicas excelentes. Por otra parte, el Ejemplo 5 muestra que las planchas preparadas con composiciones de MCF a base de polfmeros cristalinos (HPDE) son muy quebradizas. Por lo tanto, desde un punto de vista mecanico, las composiciones de este tipo no son adecuadas en las aplicaciones de gesti6n termica anteriormente descritas aun cuando su contenido en MCF sea bastante alto.

Ejemplo 6 (comparativo)

Se extruyeron 44,6 g de VLDPE (densidad 0,863 g/cm3), comercialmente disponible de Dow Chemicals con el nombre comercial EngageÂ® 8180 a una temperatura de 220Â°C, con 0,4 g de una mezcla de catalizador de vinil-trimetoxi-silano y per6xido (XL-PearlÂ® 23 comercialmente disponible de General Electric, Osi Specialities) de modo que se obtuvo una combinaci6n. Simultaneamente se introdujeron en un mezclador de volteo de un litro 55 g de cera paraffnica (MCF) comercialmente disponible de Rubitherm con el nombre comercial de RubithermÂ® RT20 (punto de fusi6n 22Â°C), 0,03 g de laurato de di-butil-estano y 45 g de granulos de VLDPE a base de la combinaci6n anteriormente obtenida. Se llev6 a cabo la combinaci6n durante ocho (8) horas a 25Â°C a fin de dejar tiempo suficiente para maxima incorporaci6n de la cera paraffnica lfquida y el laurato de di-butil-estano en la matriz de polfmero (remojo). Los granulos remojados con la cera paraffnica y el laurato de di-butil-estano se sacaron del mezclador.

Se moldearon planchas por compresi6n usando la composici6n de MCF obtenida en este Ejemplo 6, asf como la obtenida en el Ejemplo 3 (comparativo). Se colocaron los granulos en una armadura (espesor de 2 mm) entre 2 placas de acero y el sistema en conjunto se comprimi6 posteriormente a una temperatura de mordaza de 150Â°C y una presi6n de 100 KPa durante el primer minuto y de 8000 KPa durante los 2 minutos posteriores. A continuaci6n se enfriaron las mordazas a 25Â°C durante un perfodo de 4 minutos, siempre a una presi6n de 8000 KPa. Finalmente se afloj6 la presi6n y se retiraron de la armadura las planchas de polfmero producidas. A continuaci6n se sumergieron las planchas en agua durante 4 horas y se cortaron muestras con forma de barras de mancuernas de estas planchas, segun el metodo DIN 53504 S2.

Se colg6 un peso de 52 g de cada una de las barras de mancuernas que estaban fijadas dentro de una estufa. Se llevaron a cabo pruebas a diferentes temperaturas y durante un perfodo de 15 minutos. Se registr6 la temperatura a la que se rompi6 cada muestra. Los resultados se muestran en la Tabla 3.

Tabla 3

Ejemplo 3 (comparativo): Ejemplo 6 (comparativo)

Temperatura a la que se rompe la muestra (Â°C): 40 80

La Tabla 3 muestra que la composici6n reticulada obtenida en el Ejemplo 6 (comparativo) tiene una resistencia a la deformaci6n por calor mejorada significativamente si se compara con la misma composici6n sin reticular (Ejemplo 3 comparativo)).

Claims

REIVINDICACIONES

1. Composici6n de material de cambio de fase (MCF) que comprende: a) de 20 a 80% en peso de MCF; y b) de 20 a 80% en peso de uno o mas polfmeros elegidos entre el grupo que consiste en: b1) Polietileno de muy baja densidad (VLDPE) que tiene una densidad igual o inferior a 0,910 g/cm3 medida segun ASTM 792; b2) Caucho de etileno propileno (EPR) que tiene una densidad igual o inferior a 0,900 g/cm3; b3) Copolfmeros de estireno etileno butileno estireno (SEBS); y

b4) Copolfmeros de estireno butadieno estireno (SBS); estando referidos los porcentajes en peso al peso total de la composici6n, en la que el uno o mas polfmeros estan injertados con 0,2 a 3% en peso de una funcionalidad de acido carboxflico o anhfdrido de acido carboxflico, estando referidos los porcentajes en peso al peso total del uno o mas polfmeros.
2.

La composici6n de MCF segun la reivindicaci6n 1, en la que el EPR que tiene una densidad igual o inferior a 0,900 g/cm3 es etileno propileno dieno metileno (EPDM), etileno propileno metileno (EPM) y mezclas de los mismos.
3.

La composici6n de MCF segun la reivindicaci6n 1, en la que el uno o mas polfmeros es VLDPE que tiene una densidad igual o inferior a 0,910 g/cm3.
4.

La composici6n de MCF segun cualquier reivindicaci6n precedente, en la que el MCF es uno o mas hidrocarburos alquflicos cristalinos.
5.

La composici6n de MCF segun cualquier reivindicaci6n precedente, que comprende adicionalmente de 10 a 40% en peso de un polvo inerte que tiene una capacidad de absorci6n de al menos 50% en peso, estando referidos los porcentajes en peso a la masa seca del polvo inerte.
6.

La composici6n de MCF segun la reivindicaci6n 5, en la que el polvo inerte tiene una capacidad de absorci6n de al menos 120% en peso, estando referidos los porcentajes en peso a la masa seca del polvo inerte.
7.

La composici6n de MCF segun las reivindicaciones 5 6 6, en la que el polvo inerte es silicato, una o mas cargas retardadoras de llama y mezclas de las mismas.
8.

La composici6n de MCF segun la reivindicaci6n 7, en la que la una o mas cargas retardadoras de llama se eligen entre trihidrato de aluminio, hidr6xido de magnesio, pirofosfato de melamina, cianurato de melamina, una

o mas cargas bromadas y mezclas de las mismas.
9.

La composici6n de MCF segun cualquier reivindicaci6n precedente que comprende de 30 a 50% en peso del uno o mas polfmeros.
10.

La composici6n de MCF segun cualquier reivindicaci6n precedente que comprende de 50 a 70% en peso MCF.
11.

La composici6n de MCF segun cualquier reivindicaci6n precedente, en la que la densidad del VLDPE esta entre 0,800 y 0,910.
12.

La composici6n de MCF segun cualquier reivindicaci6n precedente, que comprende adicionalmente antioxidantes y filtros UV.
13.

La composici6n de MCF segun cualquier reivindicaci6n precedente, en la que el uno o mas polfmeros estan reticulados.
14.

La hoja hecha con una composici6n de MCF segun se describe en las reivindicaciones 1 a 13.
15.

La hoja segun la reivindicaci6n 14 que tiene un espesor entre 0,5 y 10 mm.
16.

Una estructura multicapa que comprende al menos una hoja (A) de MCF segun las reivindicaciones 14 y 15 que esta adyacente al menos a una capa (B) hecha de aluminio, poliester revestido al vacfo con aluminio, composici6n de uno o mas polfmeros retardadores de llama, escayola, aislante de lana de roca, aislante de lana de vidrio y espuma de poliestireno.
17.

La estructura multicapa de la reivindicaci6n 16, en la que la al menos una hoja (A) esta situada entre dos capas (B1, B2) independientemente hechas de aluminio, poliester revestido al vacfo con aluminio, composici6n de uno

o mas polfmeros retardadores de llama, escayola, aislante de lana de roca, aislante de lana de vidrio y espuma de poliestireno.
18. La estructura multicapa de la reivindicaci6n 16, que comprende la siguiente secuencia:

a) al menos una hoja (A);

5 b) al menos una capa (B); situada adyacente a la al menos una hoja (A):

c) una o mas capas adicionales (C) situadas adyacentes a la al menos una capa (B), estando independientemente hechas dichas una o mas capas adicionales (C) de aluminio, poliester revestido al vacfo con aluminio, composici6n de uno o mas polfmeros retardadores de llama, escayola, aislante de lana de roca, aislante de lana de vidrio y espuma de poliestireno.

10 19. La estructura multicapa de la reivindicaci6n 17, que comprende adicionalmente una o mas capas adicionales (C) situadas adyacentes y externamente a una o mas de las capas (B1, B2), estando hechas independientemente dichas una o mas capas adicionales (C) de aluminio, poliester revestido al vacfo con aluminio, composici6n de uno o mas polfmeros retardadores de llama, escayola, aislante de lana de roca, aislante de lana de vidrio y espuma de poliestireno.

15 20. Una pieza moldeada hecha de una composici6n de MCF segun se describe en las reivindicaciones 1 a 13.