ES2583104T3 - Espuma de resina de melamina que tiene material de carga en forma de partículas - Google Patents

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Abstract

Espumas de melamina/formaldehído con estructura de espuma de celda abierta, la cual contiene una gran cantidad de puentes ramificados tridimensionales, enlazados entre sí, y en las cuales, en la estructura de poros, están incrustados materiales de carga en forma de partículas, caracterizadas porque éstas contienen 0,01 a 45 % en peso de un material de carga en forma de partículas con un diámetro medio de partícula en el intervalo de 5 μm a 3 mm y en calidad de material de carga en forma de partículas se utilizan sustancias inorgánicas, en cuyo caso el % en peso se refiere al peso total del precondensado de melamina/formaldehído empleado para la preparación de espuma y del material de carga.

Description

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DESCRIPCION
Espuma de resina de melamina que tiene material de carga en forma de partlcuias
La presente invencion se refiere a espumas de resina de melamina, a procesos para su preparacion y a su utilizacion.
De la EP-A-1 146 070 se conoce la impregnacion con una sal de amonio y de la WO-A-2007/23118 se conoce la impregnacion con silicato de sodio para mejorar las propiedades ignlfugas de las espumas de formaldehldo- melamina. Sin embargo, estas aun dejan algo que desear en sus propiedades mecanicas.
De la DE-A-10 2007 009127 se conocen espumas reforzadas con fibras a base de resinas de melamina- formaldehldo, con una fraccion de fibra desde 0,5 hasta 50 % en peso. Como material de carga en forma de fibras se utilizan fibras cortas o largas de vidrio, carbono o de fibra de melamina; la proporcion de longitud: diametro de las fibras se encuentra preferiblemente en el intervalo de 5:1 a 500:1.
De la WO-A-2009/021963 se conoce un proceso para la produccion de una espuma abrasiva a base de un producto de condensacion de melamina-formaldehldo, el cual contiene 0,01 a 50 % en peso de nanopartlculas organicas respecto del peso del pre-condensado. Las nanopartlculas inorganicas tienen un tamano medio de partlcula de menos de 1000 nm, preferiblemente menos de 100 nm.
La DE 23 52 969 A1 divulga espumas rlgidas con alta duracion de resistencia al fuego que se obtienen a partir de partlculas de espuma de poliestireno y una solucion acuosa de resina de melamina-formaldehldo, en cuyo caso la solucion de resina contiene un material de carga inorganico en forma de finas partlculas. El diametro de las partlculas del material de carga no se especlfica. La fraccion en peso del material de carga, divulgada en los ejemplos, referido al peso total de las partlculas de la espuma y el material de carga, se encuentra siempre por encima de 70% en peso.
La US 4,522,878 divulga un material con alta resistencia mecanica y una densidad cercana a 1 g/cm3, el cual puede obtenerse a partir de una resina no espumada de melamina-formaldehldo y de microesferas huecas con una dimension que no se especlfica mas detalladamente en el intervalo de 20 a 200 pm, en cuyo caso las fracciones en peso de estos componentes pueden encontrarse respectivamente en el intervalo de 10 a 50 % en peso, respecto del peso total del material. No se describe la formacion de una espuma.
La WO 2009/056436 A2 divulga un material compuesto que comprende 0,01 a 50 % en peso de un pollmero super- absorbente y 50 a 99,99 % en peso de una espuma amino-plastica elastica en calidad de material de soporte. La espuma amino-plastica es una resina de melamina/formaldehldo. El tamano de la partlcula del pollmero super absorbente se encuentra entre 100 y 1000 pm. El material compuesto debe tener propiedades super-absorbentes, distribuir llquidos sobre todo el material super-absorbente y ser dimensionalmente estable.
Por lo regular, en las espumas a base de un producto de condensacion de melamina-formaldehldo con un contenido creciente de fibras o partlculas que pueden emplearse para lograr determinados efectos como el mejoramiento de las propiedades ignlfugas o de los efectos opticos, por ejemplo la coloracion, se observa un deterioro no deseado de las propiedades mecanicas.
La presente invencion tiene como objeto fundamental remediar las desventajas ya mencionadas y mas particularmente proporcionar espumas de resina de melamina con material de carga que mantienen en gran medida las buenas propiedades mecanicas de las espumas sin material de carga y simultaneamente estas tienen opcionalmente propiedades ignlfugas mejoradas.
Por consiguiente, se han encontrado nuevas espumas de melamina/formaldehldo con estructura de espuma de celdas abiertas, la cual tiene una cantidad de puentes ramificados tridimensionales, enlazados entre si, en las cuales estan incrustados los materiales de carga en forma de partlculas en la estructura de poros, y que contienen 0,01 a 45 % en peso de un material de carga en forma de partlculas con un diametro de partlcula medio en el intervalo de 5 pm a 3 mm, en cuyo caso como material de carga en forma de partlculas se utilizan sustancias inorganicas y el % en peso se refiere al peso total del precondensado de melamina/formaldehldo empleado para la produccion de espuma y del material de carga en forma de partlculas.
Las espumas de melamina/formaldehldo segun la invencion contienen 0,01 a 45 % en peso, preferiblemente 1 a 30 % en peso, particularmente preferible 5 a 20 % en peso, de uno o de varios, es decir 1 a 10, preferiblemente 1 a 5, particularmente preferible 1 a 3, principalmente 1 o 2, muy particularmente preferible 1, materiales de carga en forma de partlculas, en cuyo caso el % en peso se refiere respectivamente al peso total del precondensado de melamina/formaldehldo empleado para la preparacion de espumas y del material de carga en forma de partlculas.
Los materiales de carga en forma de partlculas tienen segun la invencion un diametro medio de partlcula de 5 pm a 3 mm, preferiblemente 10 a 1000 pm, particularmente preferible 100 a 600 pm (valor d50, promedio numerico,
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determinado por medio de microscopla optica o electronica en asociacion con analisis de imagen). La distribucion de tamano de partlcula de los materiales de carga en forma de partlculas puede ser mono-, bi- o multimodal. Las partlculas individuales de los materiales de carga en forma de partlculas pueden componerse ellas mismas de partlculas mas pequenas aglomeradas, las cuales con frecuencia se denominan partlculas primarias. A manera de ejemplo pueden emplearse los materiales de carga en forma de partlculas, en forma de partlculas de aglomerado, con los diametros de partlcula previamente descritos, en cuyo caso cada aglomerado se compone de partlculas primarias mas pequenas. Tales partlculas presentes en forma de aglomerado son basicamente conocidas por el experto en la materia y se encuentran descritas en la literatura; pueden obtenerse a manera de ejemplo adicionando auxiliares de aglomeracion a las partlculas primarias y mezclando a continuacion.
Los materiales de carga se presentan de acuerdo con la invencion en forma de partlculas, preferiblemente la proporcion del eje mas largo al eje mas corto de las partlculas se encuentra en el intervalo de 4:1 a 1:1, de modo particularmente preferible son materiales de carga esfericos.
Como materiales de carga en forma de partlculas pueden tomarse en consideracion todas las sustancias inorganicas descritas en la literatura y conocidas basicamente por el experto en la materia.
Como materiales de carga inorganicos en forma de partlculas son adecuados preferiblemente cuarzo, olivina, basalto, esferas de vidrio, esferas ceramicas, minerales arcillosos como por ejemplo caolln, fosfato de amonio y acido fosforico, sulfatos tales como sulfato de amonio, de bario y de calcio, carbonatos como carbonato de calcio y dolomita CaMg(CO3)2, tierras diatomeas, hidroxidos tales como el hidroxido de aluminio, de calcio y de magnesio, borato de zinc, trioxido de antimonio y pentoxido de antimonio, silicatos como silicato de aluminio y silicato de calcio, tal como wollastonita CaSiO3, silimanita ALSiOs, nefelina (Na, K)AlSiO4, andalusita Al2[O|SiO4], feldespato (Ba, Ca, Na, K, NH4)(Al, B, Si)4Os, filosilicatos como montmorilonita (esmectita) (Al, Mg, Fe)2[(OH)2|(Si, Al)4Oio] Nao,33(H2O)4, vermiculita Mg2(Al, Fe, Mg)[(OH2|(Si, Al)4Oio]. Mgo,35(H2O)4, alofano Ah[SiO5]6O3 n H2O, caolinita Au[(OH)8|Si4Oio], haloisita AL[(OH)8[Si4Oio] 2 H2O, mulita Al8[(O, OH, F)[(Si, Al)O4]4, tal como Mg3Si4Oio(OH)2, sulfatos hidratados Ca[SO4] • 2 H2O, mica, como por ejemplo muskovita, acido sillcicos coloidales o sus mezclas, preferiblemente minerales granulados como arena o esferas de vidrio.
Los materiales de carga en forma de partlculas pueden emplearse sin recubrimiento o recubiertos. La cantidad del material de recubrimiento puede variar dentro de llmites amplios y se encuentra generalmente en el intervalo de i a 2o % en peso, preferiblemente i a io % en peso, particularmente preferible i a 5 % en peso respecto del material de carga en forma de partlculas; la cantidad del material de recubrimiento se ajusta ventajosamente a un mlnimo con el fin de garantizar el recubrimiento.
Como materiales de recubrimiento son adecuados materiales polimericos, como por ejemplo resinas de melamina- formaldehldo. La resina de poliuretano, resinas de poliester o resinas epoxicas, adecuadas para el recubrimiento, son conocidas por el experto en la materia. Tales resinas pueden encontrarse, por ejemplo, en la Encyclopedia of Polymer Science and Technology (Wiley) en los siguientes capltulos: a) poliesteres, insaturados: edicion 3, Vol. ii, 2oo4, paginas 4i-64; b) poliuretanos: edicion 3, Vol. 4. 2oo3, paginas 26-72 y c) resinas epoxicas: edicion 3, Vol. 9, 2oo4, paginas 678-8o4. Ademas, se encuentran en Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry (Wiley) los siguientes capltulos: a) resinas de poliester, in saturadas: edicion 6, Vol. 28, 2oo3, paginas 65-74; b) poliuretanos: edicion 6, Vol. 28, 2oo3, paginas 667-722 y c) resinas epoxicas: edicion 6, Vol. i2, 2oo3, paginas 285-3o3. Ademas, pueden utilizarse pollmeros amino- o hidroxifuncionalizados, principalmente una polivinilamina o alcohol polivinllico. Tambien es posible utilizar materiales inorganicos para el recubrimiento a base de grupos fosfato, silicato y borato y combinaciones de los mismos.
Los materiales de carga en forma de partlculas tambien pueden presentar funcionalizaciones qulmicas en su superficie para mejorar la adherencia a la estructura de espuma. La funcionalizacion qulmica de las superficies de los materiales de carga es conocida en teorla por un experto en la materia y se encuentra descrita, por ejemplo, en WO2oo5/io3io7.
Las espumas de melamina/formaldehldo segun la invencion comprenden un armazon de espuma con celdas abiertas, la cual contiene una cantidad de puentes ramificados tridimensionales, enlazados unos con otros y en los cuales los materiales de carga en forma de partlculas se incrustan a la estructura de poros. El tamano de partlcula corresponde preferiblemente al diametro medio de poro de la estructura de la espuma, en cuyo caso este diametro medio de poro se encuentra preferiblemente en el intervalo de io a iooo pm, principalmente en el intervalo de 5o a 6oo pm (valor d5o, promediado, determinado por medio de microscopla optica o electronica en asociacion con analisis de imagen). Los materiales de carga en forma de partlculas pueden enlazarse por lo tanto de manera ideal a la estructura de poros de la espuma con celdas abiertas y fijarse por todos los sitios de la estructura de poros. Una estructura de este tipo no puede regenerarse mediante impregnacion subsiguiente del material espumado con los materiales de carga ya que para esto el tamano de partlculas del material de carga siempre tiene que seleccionarse de tal manera que el tamano de partlcula sea menor al tamano de poros de la espuma a fin de garantizar una distribucion en toda la espuma.
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Los precondensados de meiamina-formaidehldo utilizados para la preparation de las espumas de melamina- formaldehldo segun la invention por lo regular tienen una proportion molar de formaldehldo a melamina de 5:1 a 1,3:1, preferiblemente de 3,5:1 a 1,5:1.
Estos productos de condensation de melamina/formaldehldo pueden contener ademas de melamina 0 a 50 % en peso, preferiblemente 0 a 40 % en peso, particularmente preferible 0 a 30 % en peso, principalmente 0 a 20 % en peso de otros formadores de duroplastos y ademas de formaldehldo 0 a 50 % en peso, preferiblemente 0 a 40 % en peso, particularmente preferible 0 a 30 % en peso, principalmente 0 a 20 % en peso de otros aldehldos en forma co- condensada. Se prefieren pre condensados de melamina/formaldehldo no modificados.
Como formadores de duroplastos son adecuados por ejemplo melamina alquilo- y arilo-sustituida, urea, uretanos, carboxamidas, dicianodiamida, guanidina, sulfurilamida, sulfonamidas, aminas alifaticas, glicoles, fenol o sus derivados.
Como aldehldos son adecuados por ejemplo acetaldehldo, trimetilolacetaldehldo, acrolelna, benzaldehldo, furfural, glioxal, glutaraldehldo, ftalaldehldo, tereftalaldehldo o sus mezclas. Mas detalles sobre los productos de condensacion de melamina/formaldehldo se encuentran en Houben-Weyl, Methoden der organischen Chemie, volumen 14/2, 1963, paginas 319 a 402.
Las espumas de melamina/formaldehldo segun la invencion pueden producirse tal como sigue:
Los materiales de carga en forma de partlculas pueden adicionarse a las materias primas utilizadas para la production de la espuma, es decir a la melamina, al formaldehldo, a sus mezclas o a un precondensado de melamina-formaldehldo durante la operation de espumado pero preferiblemente se adicionan antes de la operation de espumado.
Un precondensado de melamina-formaldehldo y un solvente pueden esfumarse preferiblemente con un acido, un agente de dispersion, un propelente y material de carga en forma de partlculas a temperaturas por encima de la temperatura de ebullition del propelente y a continuation secarse.
En una modalidad particular, los materiales de carga se recubren mediante metodos conocidos por un experto en la materia antes de adicionarse al proceso de espumado. Esto puede realizarse por ejemplo mediante un aparato de aspersion en un dispositivo de mezcla (por ejemplo un mezclador intenso de Eirich). De esta manera se logra un mojado homogeneo de los materiales de carga. En una modalidad particular, el material de recubrimiento puede endurecerse de modo incompleto a fin de incrementar la adherencia en la espuma.
Como pre-condensados de melamina-formaldehldo son adecuados pre-condensados preparados propiamente (veanse los documentos de resumen: a) W. Woebcken, Kunststoffhandbuch 10. Duroplaste, Munich, Viena 1988, b) Encyclopedia of Polymer Science and Technology, 3a edition, Vol.1, capltulo Amino Resins, paginas 340 a 370, 2003 c) Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, 6a edicion, Vol. 2, capltulo Amino Resins, paginas 537 a 565. Weinheim 2003) o pre-condensados de los dos componentes, melamina y formaldehldo, usuales en el comercio. Los pre-condensados de melamina-formaldehldo por lo regular tienen una proporcion molar de formaldehldo a melamina de 5 : 1 a 1,3 : 1, preferiblemente de 3,5 : 1 a 1,5 : 1.
Una variante preferida del proceso para producir la espuma de la invencion comprende las etapas de:
(1) preparar una suspension que contiene un pre-condensado de melamina/formaldehldo de la espuma que va a producirse, materiales de carga en forma de partlculas y opcionalmente otros aditivos,
(2) espumar el pre-condensado calentando la suspension del paso (1) a una temperatura por encima de la temperatura de ebullicion del propelente,
(3) secar la espuma obtenida del paso (2).
Los pasos individuales del proceso y las diferentes posibilidades de variation se exponen a continuacion con mayor detalle.
Durante la preparacion del pre-condensado de melamina/formaldehldo pueden adicionarse alcoholes, por ejemplo metanol, etanol o butanol a fin de obtener condensados parcial o completamente eterificados. Mediante la formation de los grupos de eter pueden afectarse la solubilidad del pre-condensado de melamina/formaldehldo y las propiedades mecanicas del material completamente curado.
Como agente de dispersion o emulsionante pueden emplearse surfactantes anionicos, cationicos y no ionicos, as! como mezclas de los mismos.
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50
Surfactantes anionicos adecuados son, por ejemplo, sulfonatos de oxido de difenileno, sulfonatos de alcano y alquilobenceno, sulfonatos de alquilonaftaleno, sulfonatos de olefina, sulfonatos de eter alqullico, sulfatos de alcohol graso, sulfatos de eter, esteres de acido a-sulfo graso, sulfonatos de acilaminoalcano, isotionato de acilo, carboxilatos de eteres alqullicos, sarcosinatos de N-acilo, fosfatos de alquilo y eter alqullico. Como surfactantes no ionicos pueden usarse eter de poliglicol alquilfenol, eter de poliglicol alcohol graso, eter de poliglicol de acido graso, alcanolamidas de acido graso, copollmeros en bloques de oxido de etileno/oxido de propileno, aminoxidos, esteres de acido graso-glicerina, esteres de sorbitan y poliglicosidos de alquilo. Como emulsionantes cationicos pueden usarse, por ejemplo, sales de alquilo-triamonio, sales de alquilbencil dimetilamonio y sales de alquilopiridinio.
Los agentes dispersantes y emulsionantes pueden adicionarse en cantidades de 0,2 a 5 % en peso, respecto del precondensado de melamina/formaldehldo.
Los agentes dispersantes y emulsionantes y/o coloides protectores pueden adicionarse en principio a la dispersion cruda en cualquier momento, pero tambien pueden estar presentes ya en el solvente al introducir la dispersion de microcapsula.
En el proceso de la invention en principio pueden utilizarse propelentes tanto flsicos como tambien qulmicos.
Dependiendo de la election del pre-condensado de melamina-formaldehldo, la mezcla comprende un propelente. La cantidad de propelente en la mezcla depende por lo regular de la densidad deseada de la espuma.
Como propelente son adecuados propelentes "flsicos" o "qulmicos" (Encyclopedia of Polymer Science and Technology, Vol. I, 3a. Edition, capltulo Aditivos, paginas 203 a 218, 2003).
Como propelentes "flsicos" son adecuados, por ejemplo, hidrocarburos tales como pentano, hexano, hidrocarburos halogenados, principalmente clorados y/o fluorados, por ejemplo cloruro de metileno, cloroformo, tricloroetano, clorofluorocarbonos, hidroclorofluorocarbonos (H-FCKW), alcoholes, por ejemplo metanol, etanol, n- o iso-propanol, eteres, cetona y esteres, por ejemplo formiato de metilo, formiato de etilo, acetato de metilo o acetato de etilo, en forma llquida o aire, nitrogeno y dioxido de carbono como gases.
Como propelentes "qulmicos" son adecuados, por ejemplo, isocianatos en mezcla con agua, en cuyo caso en calidad de propelente efectivo se libera dioxido de carbono. Tambien son adecuados los carbonatos y bicarbonatos en mezcla con acidos los cuales tambien producen dioxido de carbono. Tambien son adecuados los compuestos azoicos, por ejemplo azodicarbonamida.
En una modalidad preferida de la invencion, la mezcla contiene adicionalmente al menos un propelente. Estos propelentes se encuentran en la mezcla en una cantidad de 0,5 a 60 % en peso, preferible de 1 a 40 % en peso, particularmente preferible de 1,5 a 30 % en peso respecto del precondensado de melamina/formaldehldo. Se prefiere adicionar un propelente flsico con un punto de ebullition entre 0 y 80°C.
Como agentes de curado pueden usarse compuestos acidos que catalizan la condensation adicional de la resina de melamina. La cantidad de estos agentes de curado generalmente se encuentra en el intervalo de 0,01 a 20 % en peso, preferiblemente de 0,05 y 5 % en peso, cada caso con respecto al pre-condensado. Los compuestos acidos adecuados son acidos organicos e inorganicos, por ejemplo seleccionados del grupo consistente en acido clorhldrico, acido sulfurico, acido fosforico, acido nltrico, acido formico, acido acetico, acido oxalico, acidos toluenosulfonicos, acidos amidosulfonicos, anhldridos acidos y mezclas de los mismos.
En otra modalidad la mezcla tambien contiene, ademas del precondensado de melamina/formaldehldo de la espuma que va a prepararse y de los materiales de carga, un emulsionante as! como opcionalmente una gente de curado y opcionalmente un propelente.
En otra modalidad, la mezcla esta libre de otros aditivos. Para ciertos propositos puede ser favorable adicionar 0,1 a 20 % en peso, preferiblemente 0,1 a 10 % en peso, respecto del precondensado de melamina/formaldehldo, de aditivos habituales, diferentes de los materiales de carga en forma de partlculas, tales como fibras, colorantes, agentes ignlfugos, estabilizantes de ultravioleta, agentes para reducir la toxicidad de gases de combustion o para mejorar la carbonization, fragancias, abrillantadores opticos o pigmentos. Estos aditivos se distribuyen preferiblemente de manera homogenea en la espuma.
Como pigmentos pueden utilizarse, por ejemplo, los pigmentos organicos corrientes. Estos pigmentos pueden mezclarse previamente con los materiales de carga.
En el paso siguiente del proceso de la invencion se efectua el espumado del precondensado por lo regular mediante calentamiento de la suspension del precondensado de melamina/formaldehldo y de los materiales de carga en forma de partlculas a fin de obtener una espuma que contiene materiales de carga en forma de partlculas. Para este proposito se calienta la suspension, por lo regular a una temperatura por encima del punto de ebullicion del propelente utilizado y se hace espumar en un molde cerrado.
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La introduccion de energla puede efectuarse preferiblemente por medio de radiacion electromagnetica, por ejemplo mediante radiacion de alta frecuencia a 5 a 400 kW, preferiblemente 5 a 200 kW, particularmente preferible 9 a 120 kW por kilogramo de la mezcla utilizada en un intervalo de frecuencia desde 0,2 a 100 GHz, preferiblemente 0,5 a 10 GHz. Como fuentes de radiacion para la radiacion dielectrica son adecuados magnetrones, en cuyo caso puede irradiarse simultaneamente con uno o varios magnetrones.
Las espumas preparadas se secan al final, por lo cual se retiran el agua residual y el propelente de la espuma.
Tambien puede utilizarse un tratamiento posterior para volver hidrofuga la espuma. Preferiblemente se utilizan en este caso agentes hidrofugos de recubrimiento que tengan una alta estabilidad a la temperatura y una baja capacidad de inflamarse, por ejemplo siliconas, siliconatos o compuestos fluorados.
En el proceso descrito se generan bloques o planchas de espuma las cuales pueden cortarse en tamano en cualquier forma deseada.
Los bloques o planchas de espuma pueden comprimirse termicamente de manera opcional en un paso de proceso adicional. La compresion termica como tal es conocida por el experto en la materia y se describe a manera de ejemplo en WO 2007/031944, EPA 451 535, EP-A 111 860 y US-B 6,608,118. Por medio de la compresion termica muchas veces es posible lograr una mejor fijacion de los materiales de carga en forma de partlculas a la estructura de celdas abiertas de la espuma.
La densidad de la espuma por lo regular es de 5 a 100 kg/m3, preferiblemente de 10 a 100 kg/m3, particularmente preferible de 15 a 85 kg/m3, especialmente preferible de 40 a 75 kg/m3.
La espuma que puede obtenerse de acuerdo con el proceso segun la invencion tiene preferiblemente una estructura de celdas abiertas con un contenido de celdas abiertas, medido de acuerdo con DIN ISO 4590, de mas de 50 %, principalmente mas de 80 %.
El diametro promedio de poros se encuentra preferiblemente en el intervalo de 10 a 1000 pm y mas particularmente en el intervalo de 50 a 600 pm.
La espuma segun la invencion es preferiblemente elastica.
La espuma que puede obtenerse segun el proceso de la invencion puede usarse de diferentes maneras para aislamiento termico y acustico en construction de edificios en la construction de automoviles, barcos y vehlculos ferroviarios, en la construccion de naves espaciales o en la industria de colchones, por ejemplo para el aislamiento termico en la construccion de casas o como material aislante de sonidos por ejemplo en automoviles, aviones, trenes, barcos, etc. en celdas para los pasajeros o en el compartimiento del motor o para acolchar las superficies para sentarse o acostarse y tambien para los respaldos para la espalda y apoyabrazos. Los campos de aplicacion se encuentran preferiblemente en sectores que requieren alta estabilidad termica y baja capacidad de inflamarse, por ejemplo en hornillas de poros.
Para determinados campos de aplicacion puede ser ventajoso proporcionar a las superficies de las espumas de la invencion una lamination que sea conocida basicamente por el experto en la materia. Una lamination de este tipo puede efectuarse, por ejemplo, con una retention sustancial de las propiedades acusticas, con los sistemas llamados “abiertos”, por ejemplo placas perforadas, o sino con sistemas “cerrados”, por ejemplo laminas o placas de plastico, metal o madera.
Las espumas de melamina/formaldehldo segun la invencion, con una estructura de espuma de celdas abiertas, que comprende una gran cantidad de puentes ramificados tridimensionales, enlazados entre si, y en las cuales los materiales en forma de partlculas se incrustan en la estructura de poros, y las cuales contienen 0,01 a 45 % en peso de sustancias inorganicas en calidad de material de carga en forma de partlculas, pueden emplearse para lograr determinados efectos como el mejoramiento de las propiedades ignlfugas o efectos opticos, por ejemplo coloration, sin que se observe un alto deterioro no deseado de las propiedades mecanicas en comparacion con las espumas sin material de carga.
Ejemplos:
Ejemplo comparativo V-A
Preparation de una espuma de melamina/formaldehldo sin materiales de carga (de acuerdo con WO-A- 2009/021963).
Se disolvieron 75 partes en peso de un policondensado de melamina/formaldehldo secado mediante aspersion (proportion molar 1:3) en 25 partes en peso de agua, se agrego 3 % en peso de acido formico, 2 % en peso de un sulfato de alquilo de C12/C14-Na, 20 % en peso de pentano, en cuyo caso el % en peso se refiere respectivamente al
precondensado, a continuacion se revolvio y luego se hizo espumar en un molde de polipropileno (para espumado) mediante radiacion de energla de microondas. Despues de espumar se seco durante 30 minutos.
La espuma de melamina/formaldehldo tiene una densidad de 10 g/l y un valor de presion con punzon de 21,1 N (todas las mediciones de presion con punzon para evaluar la calidad mecanica de las espumas de resina de 5 melamina se efectuaron segun US-A-4 666 948. Para este proposito un punzon cillndrico con un diametro de 8 mm y una altura de 10 cm se presiono contra una muestra cillndrica que tenia un diametro de 11 cm y una altura de 5 cm en la direccion de espumado a un angulo de 90° hast a que se rasgo la muestra. La fuerza de desgarre [N], en lo sucesivo tambien denominada valor de presion con punzon, proporciona informacion sobre la calidad mecanica del material espumado).
10 Ejemplo 1
Preparacion de una espuma de melamina/formaldehldo con 10 % en peso de arena de cuarzo (respecto del peso total del precondensado de melamina/formaldehldo utilizado para la preparacion de la espuma y del material de carga en forma de particulas) en calidad de material de carga.
Se disolvieron 75 partes en peso de un precondensado de melamina/formaldehldo secado mediante aspersion 15 (proporcion molar 1:3) en 25 partes en peso de agua, se agrego 3% en peso de acido formico, 2% en peso de un alquilo (C12/C14) sulfato de Na, 20 % en peso de pentano, en cuyo caso el % en peso respectivamente se refiere al precondensado, y 8,3 partes en peso de arena de cuarzo (tamano de grano: 0,3 a 0,7 mm, diametro medio de particula 0,5 mm (valor d50, promedio numerico, determinado mediante microscopia optica o electronica en asociacion con analisis de imagenes)), a continuacion se revolvio y luego se hizo espumar en un molde de 20 polipropileno (para espumar) mediante radiacion de energia de microondas. Despues de espumar se seco por 30 minutos.
La espuma tiene una densidad de 6,6 g/l y un valor de presion de punzon de 20,8 N.
Ejemplos 2-6
De manera analoga al ejemplo 1 se produjeron otras espumas con contenidos superiores de arena de cuarzo.
25 Los resultados se recopilan en la siguiente tabla 1:
Tabla 1:
Ejemplo
Contenido de arena de cuarzo [% en peso]* Densidad [g/L] Valor de presion con punzon [N]
V-A
0 10 21,1
1
10 6,6 20,8
2
20 7,2 21,0
3
40 8,5 20,7
V-4
60 11 15,4
V-5
80 12,3 13,3
V-6
100 12,5 11,3
* respecto del peso total del precondensado de melamina/formaldehldo empleado para la preparacion de la espuma y del material de carga en forma de particulas_____________________________________________________
Ejemplo 7
Preparacion de una espuma de melamina/formaldehldo con 10% en peso de perlas de vidrio (respecto del peso total 30 del precondensado de melamina/formaldehldo empleado para la preparacion de espuma y del material de carga en forma de particulas) en calidad de material de carga.
Se disolvieron 75 partes en peso de un precondensado de melamina/formaldehldo secado mediante aspersion (proporcion molar 1:3) en 25 partes en peso de agua, se agrego 3% en peso de acido formico, 2% en peso de un alquilo(C12/C14) sulfato de Na, 20 % en peso de pentano, en cuyo caso el % en peso se refiere respectivamente al 35 precondensado, y 8,3 partes en peso de perlas de vidrio del tipo Microbeads (0,4 a 0,8 mm, Sigmund Lindner GmbH, diametro medio de particula 0,6 mm (valor d50, promedio numerico, determinado mediante microscopia optica o electronica en asociacion con analisis de imagen), despues se revolvio y luego se hizo espumar en un molde de polipropileno (para espumar) mediante radiacion de energla de microondas. Despues de espumar se seco durante 30 minutos.
40 La espuma tiene una densidad de 6,8 g/l y un valor de presion con punzon de 21,0 N.
Ejemplos 8-12:
De manera analoga al ejemplo 7 se produjeron otras espumas con contenidos superiores de esferas de vidrio. Los resultados se recopilan en la siguiente tabla 2:
Tabla 2
Ejemplo
Gehalt Glaskugeln [Gew.-%]* Densidad [g/L] Valor de presion con punzon [N]
V-A
0 10 21,1
7
10 6,8 21,0
8
20 7,4 21,5
9
40 8,6 21,1
V-10
60 11,3 15,9
V-11
80 12,7 12,8
V-12
100 13,1 11,1
* respecto del peso total del precondensado de melamina/formaldehldo empleado para la preparacion de la espuma y del material de carga en forma de partlculas
5
Los ejemplos muestran que las espumas de melamina/formaldehldo de la invencion con estructura de espuma de celdas abiertas, la cual contiene una gran cantidad de puentes ramificados tridimensionales, enlazados entre si, y en las cuales los materiales de carga en forma de partlculas estan incrustados en la estructura de poros, que comprenden 0,01 a 45 % en peso de sustancias inorganicas en calidad de material de carga en forma de partlculas, 10 a pesar de las propiedades ignlfugas mejoradas retienen en gran medida las buenas propiedades mecanicas de las espumas sin agente de carga, pero que en el caso de espumas conocidas con alta cantidad de material de carga empeoran abruptamente las propiedades mecanicas.

Claims (7)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    REIVINDICACIONES
    1. Espumas de meiamina/formaidehldo con estructura de espuma de celda abierta, la cual contiene una gran cantidad de puentes ramificados tridimensionales, enlazados entre si, y en las cuales, en la estructura de poros, estan incrustados materiales de carga en forma de partlculas, caracterizadas porque estas contienen 0,01 a 45 % en peso de un material de carga en forma de partlculas con un diametro medio de partlcula en el intervalo de 5 pm a 3 mm y en calidad de material de carga en forma de partlculas se utilizan sustancias inorganicas, en cuyo caso el % en peso se refiere al peso total del precondensado de melamina/formaldehldo empleado para la preparacion de espuma y del material de carga.
  2. 2. Espumas de melamina/formaldehldo de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizadas porque estas contienen 1 a 30 % en peso del material de carga en forma de partlculas, en cuyo caso el % en peso se refiere al peso total del precondensado de melamina/formaldehldo empleado para la preparacion de la espuma y del material de carga.
  3. 3. Espumas de melamina/formaldehldo de acuerdo con la reivindicacion 1 o 2, caracterizadas porque los materiales de carga en forma de partlculas tienen diametros medios de partlcula en el intervalo de 10 pm a 1000 pm.
  4. 4. Espumas de melamina/formaldehldo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizadas porque en calidad de material de carga en forma de partlculas se utilizan cuarzo, olivina, basalto, esferas de vidrio, esferas de ceramica, minerales arcillosos, sulfatos, carbonatos, tierras diatomeas, silicatos, acidos sillcicos coloidales o sus mezclas.
  5. 5. Espumas de melamina/formaldehldo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizadas porque los materiales de carga en forma de partlculas se incrustan en la estructura de poros de la espuma y el diametro medio de partlcula corresponde al diametro medio de poro de la estructura de espuma.
  6. 6. Proceso para la preparacion de las espumas de melamina/formaldehldo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque se hacen espumar los precondensados de melamina-formaldehldo en un solvente con un acido, un agente de dispersion, un propelente y material de carga en forma de partlculas a temperaturas por encima de la temperatura de ebullicion del propelente y a continuacion se seca.
  7. 7. Utilizacion de las espumas de melamina/formaldehldo de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5 para aislamiento termico y sonoro en la construccion de edificios, en el ensamblaje de automoviles, barcos y vehlculos ferroviarios, la construccion de naves espaciales o en la industria de colchones.
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