ES2590469T3 - Artículos de espuma termoformados - Google Patents

Abstract

Un método para fabricar un artículo de espuma de poli(bifenil éter sulfona) termoformada que comprende las siguientes tres etapas: Etapa 1. preparar una composición espumable de poli(bifenil éter sulfona) [composición (FP)]. Etapa 2.- espumar la composición (FP) para producir un material de poli(bifenil éter sulfona) espumado [material de espuma (P)], y Etapa 3. moldear dicho material de espuma (P) bajo el efecto del calor y la presión para proporcionar un artículo espumado termoformado, en el que la composición (FP) comprende un polímero de poli(bifenil éter sulfona) (P1) en una cantidad por encima del 50% en peso, basado en el peso total de la composición (FP), y en el que más del 50% en peso de las unidades reiterativas del polímero de poli(bifenil éter sulfona) (P1) son unidades reiterativas (R2) de fórmula (A): Ar1-(T-Ar2)n-O-Ar3-SO2-[Ar4-(T-Ar2)n-SO2]m-Ar5-O- (fórmula A) en la que: - Ar1, Ar2, Ar3, Ar4, y Ar5, iguales o diferentes entre sí y cada vez que aparecen, son independientemente un grupo aromático mono- o polinuclear; con la condición de que al menos un Ar1 a Ar5 sea un resto aromático que contiene al menos un grupo bifenileno, seleccionado del grupo que consiste en los que cumplen las siguientes fórmulas:**Fórmula** en las que R se selecciona del grupo que consiste en: hidrógeno, halógeno, alquilo, alquenilo, alquinilo, arilo, éter, tioéter, ácido carboxílico, éster, amida, imida, sulfonato de metal alcalino o alcalino-térreo, alquilsulfonato, fosfonato de metal alcalino o alcalino-térreo, alquilfosfonato, amina y amonio cuaternario y k y l, iguales o diferentes entre sí, son independientemente 0, 1, 2, 3 o 4, y cada uno de T, iguales o diferentes entre sí, es un enlace o un grupo divalente que comprende opcionalmente uno o más de un heteroátomo; n y m, iguales o diferentes entre sí, son independientemente cero o un entero de 1 a 5.

Description

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DESCRIPCION

Artfculos de espuma termoformados

Esta solicitud reivindica prioridad a la solicitud provisional de Estados Unidos n.° 61/579112 presentada el 22 de diciembre de 2011 y a las solicitudes europeas n.° 12155762.3 presentada el 16 de febrero de 2012 y n.° 12188357.3 presentada el 12 de octubre de 2012.

Campo de la invencion

La presente invencion se refiere a un metodo para fabricar un artfculo de espuma de poli(bifenil eter sulfona) termoformada y dicho artfculo fabricado a partir del mismo.

Antecedentes de la invencion

En aplicaciones de poco peso a traves de los multiples segmentos del mercado tales como de transporte, electronica movil, materiales de construccion, enseres domesticos, bandejas de servicios de alimentacion y medico, los artfculos deben cumplir ciertos requisitos, incluyendo de forma destacable una alta relacion de resistencia a peso, dureza, estabilidad dimensional en uso, aislamiento termico, aislamiento acustico, transparencia a radiofrecuencias, resistencia a fluidos de aviacion tales como fluido hidraulico, combustible, fluidos de limpieza, desinfectantes, insecticidas, adhesivos, pinturas y recubrimientos.

En aplicaciones de transporte, de forma destacable aviones, es especialmente deseable maximizar la reduccion del peso de un modo que no comprometa la resistencia y/o propiedades qrnmicas de cualquier componente fabricado a partir de un material termoplastico. Un modo de reducir el peso de un componente particular de los aviones es fabricar el componente a partir de un material que tenga una densidad relativamente baja. Disminuyendo la densidad de los materiales usado para fabricar partes de aviones, puede conseguirse un rendimiento mejorado de peso/resistencia. Por supuesto, cualquier reduccion en el peso no puede provenir a expensas de una reduccion significativa en la resistencia y/o las propiedades qrnmicas, tal como, de forma destacable, su resistencia a lfquidos de los aviones. Las caractensticas de inflamabilidad son especialmente importantes en aplicaciones de aviones y cualquier reduccion en el peso no debe provocar peores caractensticas de degradacion oxidativa termica.

Los artfculos termoformados a menudo soportan inconvenientes tales como contraccion y/o agrietamiento especialmente tras termoformado a partes inclinadas compuestas de mezclas multiaxiales, por tanto (i) el aumento de la densidad de la parte en comparacion con la espuma no formada debido a la contraccion, (ii) como alternativa, el debilitamiento del rendimiento mecanico en comparacion con la espuma no formada, y (iii) la dificultad de conseguir y controlar las dimensiones de la parte.

Aun existe una gran necesidad de metodos para fabricar artfculos de espuma de poli(bifenil eter sulfona) termoformada que se caractericen por estabilidad dimensional en uso, bajo grado de retorno a la posicion original y contraccion incluso a angulos de partes inclinadas, rendimiento fiable en cada punto de la parte y que pueda superar todos estos inconvenientes, mencionados anteriormente, y los artfculos de espuma de poli(bifenil eter sulfona) termoformados hechos a partir de los mismos que tengan excelente resistencia al calor, resistencia a inflamacion y resistencia a las condiciones ambientales, resistencia mecanica y resistencia a impacto a baja temperatura, y posean excelente poco peso, caractensticas de aislamiento termico, caractensticas de insonorizacion, caractensticas de aislamiento de las vibraciones, resistencia qrnmica y propiedades de reciclado.

El documento US 4.710.522 describe una composicion espumable y espumada que comprende mezclas de un polfmero de sulfona aromatica, opcionalmente que comprende unidades bifenilo, un poliestery un policarbonato.

Sumario de la invencion

El solicitante ahora ha descubierto sorprendentemente que se puede formar una espuma de poli(bifenil eter sulfona) termoformada que combina propiedades contradictorias tales como alta dureza en la aplicacion y bajo retorno a la posicion original y contraccion tras la formacion. Por tanto, la espuma de poli(bifenil eter sulfona) termoformada, a pesar de su resistencia y rigidez puede formarse en circunstancias bien controladas en formas termoformadas complejas tridimensionales.

La invencion, por tanto, se refiere a un metodo para fabricar un artfculo de espuma de poli(bifenil eter sulfona) termoformada que comprende las tres siguientes etapas:

Etapa 1. preparar una composicion espumable de poli(bifenil eter sulfona) [composicion (FP)],

Etapa 2. espumar la composicion (FP) para producir un material espumado de poli(bifenil eter sulfona) [material de espuma (P)], y

Etapa 3. moldear dicho material de espuma (P) bajo el efecto del calor y la presion para proporcionar un artfculo espumado termoformado.

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Otro aspecto de la presente invencion se refiere a un artfculo de espuma de poli(bifenil eter sulfona) termoformada. Descripcion detallada de realizaciones

Composicion (FP)

La composicion (FP) preparada en la primera etapa del metodo de la presente invencion comprende un polfmero de poli(bifenil eter sulfona) (P1) en una cantidad por encima del 50% en peso, preferiblemente por encima del 80% en peso; mas preferiblemente por encima del 90% en peso; mas preferiblemente por encima del 95% en peso y mas preferiblemente por encima del 99% en peso, basado en el peso total de la composicion (FP).

Si se desea, la composicion (FP) no comprende ningun otro polfmero diferente de poli(bifenil eter sulfona) (P1).

En el resto del texto, la expresion "poli(bifenil eter sulfona)" se entiende, para los propositos de la invencion, tanto en forma plural como singular, es decir, la composicion (FP), el material de espuma (P) y el artfculo de espuma termoformada pueden comprender uno o mas de un poli(bifenil eter sulfona) [poli(bifenil eter sulfona) (P1)].

Para los propositos de la presente invencion, se entiende que la poli(bifenil eter sulfona) (P1) indica un polfmero de policondensacion del cual mas del 50% en peso de las unidades reiterativas son unidades reiterativas (R2) de una o mas formulas que contienen al menos un grupo bifenileno seleccionado del grupo que consiste en los que cumplen las siguientes formulas:

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donde R se selecciona del grupo que consiste en:

hidrogeno, halogeno, alquilo, alquenilo, alquinilo, arilo, eter, tioeter, acido carboxflico, ester, amida, imida, sulfonato de metal alcalino o alcalino-terreo, alquilsulfonato, fosfonato de metal alcalino o alcalino-terreo, alquilfosfonato, amina y amonio cuaternario y j, k y l, iguales o diferentes entre sf, son independientemente 0, 1, 2, 3 o 4; y al menos un grupo eter (-O-) y al menos un grupo sulfona (-SO2-).

Las unidades reiterativas (R2) son unidades reiterativas de formula (A) como se muestra a continuacion:

- Ar1-(T-Ar2)n-O-Ar3-SO2-[Ar4-(T-Ar2)n-SO2]m-Ar5-O- (formula A) donde:

- Ar1, Ar2, Ar3, Ar4, y Ar5, iguales o diferentes entre sf, y cada vez que aparecen, son independientemente un grupo aromatico mono- o polinuclear; con la condicion de que al menos un Ar1 a Ar5 sea un resto aromatico que contiene al menos un grupo bifenileno, seleccionado del grupo que consiste en los que cumplen las siguientes formulas:

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donde R se selecciona del grupo que consiste en:

hidrogeno, halogeno, alquilo, alquenilo, alquinilo, arilo, eter, tioeter, acido carboxflico, ester, amida, imida, sulfonato de metal alcalino o alcalino-terreo, alquilsulfonato, fosfonato de metal alcalino o alcalino-terreo, alquilfosfonato, amina y amonio cuaternario y ky l, iguales o diferentes entre sf, son independientemente 0, 1, 2, 3 o 4, y

- cada uno de T, iguales o diferentes entre sf, es un enlace o un grupo divalente que comprende opcionalmente uno o mas de un heteroatomo;

- n y m, iguales o diferentes entre sf, son independientemente cero o un entero de 1 a 5.

Preferiblemente, Ar1, Ar2, Ar3, Ar4, Ar5 son iguales o diferentes entre sf y son restos aromaticos preferiblemente seleccionados del grupo que consiste en los que cumplen las siguientes formulas:

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donde R se selecciona del grupo que consiste en:

hidrogeno, halogeno, alquilo, alquenilo, alquinilo, arilo, eter, tioeter, acido carboxflico, ester, amida, imida, sulfonato de metal alcalino o alcalino-terreo, alquilsulfonato, fosfonato de metal alcalino o alcalino-terreo, alquilfosfonato, amina y amonio cuaternario y j, k y l, iguales o diferentes entre sf, son independientemente 0, 1, 2, 3 o 4, y con la condicion de que al menos un Ar1 a Ar5 sea un resto aromatico que contiene al menos un grupo bifenileno, seleccionado del grupo que consiste en los que cumplen las siguientes formulas:

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donde R se selecciona del grupo que consiste en:

hidrogeno, halogeno, alquilo, alquenilo, alquinilo, arilo, eter, tioeter, acido carboxflico, ester, amida, imida, sulfonato de metal alcalino o alcalino-terreo, alquilsulfonato, fosfonato de metal alcalino o alcalino-terreo, alquilfosfonato, amina y amonio cuaternario y ky l, iguales o diferentes entre sf, son independientemente 0, 1, 2, 3 o 4.

Preferiblemente, cada uno de T, iguales o diferentes entre sf, se selecciona del grupo que consiste en un enlace, - CH2-; -O-; -SO2-; -S-;-C(O)-; -C(CHa)2-; -C(CFa)2-; -C(=CCl2)-; -C(CH3XCH2CH2COOH)-; -N=N-; -RaC=CRb-; donde cada Ra y Rb, independientemente entre sf, es un hidrogeno o un grupo alquilo C1-C12, alcoxi C1-C12 o arilo C6-C18; - (CH2V y -(CF2)n- con n = entero de 1 a 6, o un grupo alifatico divalente, lineal o ramificado, de hasta 6 atomos de carbono; y mezclas de los mismos.

Mas preferiblemente, las unidades reiterativas (R2) se seleccionan del grupo que consiste en las formulas (B) a (F), como se detalla a continuacion, y mezclas de las mismas:

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(E)

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Aun mas prefenblemente, las unidades reiterativas (R2) son:

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En otra reahzacion preferida, las unidades reiterativas (R2) son de formula (D), mostrada a continuacion:

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En otra realizaciOn preferida mas, las unidades reiterativas (R2) son de formula (F), mostrada a continuaciOn:

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La poli(bifenil eter sulfona) (P1) puede ser, de forma destacable, un homopolfmero, un copolfmero aleatorio, alterno o de bloque. Cuando la poli(bifenil eter sulfona) (P1) es un copolfmero, sus unidades reiterativas pueden estar compuestas, de forma destacable, de (i) unidades reiterativas (R2) de al menos dos formulas diferentes seleccionadas de las formulas (B) a (F), o (ii) unidades reiterativas (R2) de una o mas formulas (B) a (F) y unidades reiterativas (R2*), diferentes de las unidades reiterativas (R2), tales como:

y

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Preferiblemente mas del 75% en peso, preferiblemente mas del 85% en peso, preferiblemente mas del 95% en peso, preferiblemente mas del 99% en peso de las unidades reiterativas de la poli(bifenil eter sulfona) (P1) son 30 unidades reiterativas (R2).

Ademas, en general se prefiere que sustancialmente todas las unidades reiterativas de la poli(bifenil eter sulfona) (P1) sean unidades reiterativas (R2), como se ha detallado anteriormente; podna haber defectos de cadena o cantidades muy minoritarias de otras unidades presentes, entendiendose que estas ultimas no modifican 35 sustancialmente las propiedades de (R2).

La poli(bifenil eter sulfona) (P1) entonces es preferiblemente una polifenilsulfona (PPSU).

Para los propositos de la presente invencion, un polfmero de polifenilsulfona (PPSU) pretende indicar cualquier 40 polfmero del cual mas del 50% en peso de las unidades reiterativas son unidades reiterativas (R2) de formula (B).

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En una realizacion preferida de la presente invencion, mas del 75% en peso, mas preferiblemente mas del 90% en peso, mas preferiblemente mas del 99% en peso, incluso mas preferiblemente todas las unidades reiterativas de la poli(bifenil eter sulfona) (P1) son de formula (B).

La polifenilsulfona RADEL® R de Solvay Specialty Polymers US, L.L.C. es un ejemplo de un homopoUmero PPSU disponible en el mercado.

En otra realizacion preferida de la presente invencion, mas del 50% en peso, mas del 75% en peso, mas preferiblemente mas del 90% en peso, mas preferiblemente mas del 99% en peso, incluso mas preferiblemente todas las unidades reiterativas de la poli(bifenil eter sulfona) (P1) son de formula (D).

El polfmero de sulfona de alta temperatura SUPRADEL™ HTS de Solvay Specialty Polymers US, L.L.C. es un ejemplo de una poli(bifenil eter sulfona) (P1) disponible en el mercado que comprende mas del 50% en peso de las unidades reiterativas de formula (D).

En otra realizacion preferida de la presente invencion, mas del 50% en peso, mas del 75% en peso, mas preferiblemente mas del 90% en peso, mas preferiblemente mas del 99% en peso, incluso mas preferiblemente todas las unidades reiterativas de la poli(bifenil eter sulfona) (P1) son de formula (F).

Como se ha mencionado anteriormente, el artfculo de espuma termoformada puede comprender una o mas de una poli(bifenil eter sulfona) [poli(bifenil eter sulfona) (P1)].

En una realizacion espedfica de la presente invencion, la poli(bifenil eter sulfona) (P1) tambien puede ser una mezcla compuesta de al menos dos poli(bifenil eter sulfonas) (P1) elegidas de un grupo que consiste en un polfmero (PPSU), como se ha detallado anteriormente y un polfmero de sulfona de alta temperatura SUPRADEL™ HTS, como se ha detallado anteriormente.

En esta realizacion espedfica, el polfmero (PPSU) en general esta presente en una cantidad de al menos el 5% en peso, preferiblemente de al menos el 10% en peso, mas preferiblemente de al menos el 20% en peso, mas preferiblemente de al menos el 30% en peso, mas preferiblemente de al menos el 40% en peso, basado en el peso total del polfmero (PPSU) y el polfmero de sulfona de alta temperatura SUPRADEL™ HTS. Se entiende adicionalmente que el porcentaje ponderal del polfmero (PPSU) en general sera de como mucho el 95% en peso, mas preferiblemente de como mucho el 90% en peso, mas preferiblemente de como mucho el 80% en peso, mas preferiblemente de como mucho el 70% en peso, mas preferiblemente de como mucho el 60% en peso, basado en el peso total del polfmero (PPSU) y el polfmero de sulfona de alta temperatura SUPRADEL™ HTS.

Se obtuvieron buenos resultados cuando el polfmero (PPSU) esta presente en una cantidad del 40-60% en peso basado en el peso total del polfmero (PPSU) y el polfmero de sulfona de alta temperatura SUPRADEL™ HTS. Se obtuvieron excelentes resultados cuando el polfmero (PPSU) esta presente en una cantidad de aproximadamente el 50% en peso basado en el peso total del polfmero (PPSU) y el polfmero de sulfona de alta temperatura SUPRADEL™ HTS.

La poli(bifenil eter sulfona) (P1) puede prepararse por cualquier metodo. El peso molecular de la poli(bifenil eter sulfona) (P1), cuando se determina como viscosidad reducida en un disolvente apropiado tal como cloruro de metileno, cloroformo, N-metilpirrolidona o similares, puede ser mayor de o igual a 0,3 dl/g o, more espedficamente, mayor de o igual a 0,4 dl/g y, tfpicamente, no excedera de 1,5 dl/g.

El peso molecular promedio en peso de la poli(bifenil eter sulfona) (P1) puede ser de 10.000 a 100.000 gramos por mol (g/mol) determinado por cromatograffa de impregnacion en gel siguiendo la norma ASTM D5296, usando una curva de calibrado de poliestireno. En algunas realizaciones, el peso molecular promedio en peso de la poli(bifenil eter sulfona) (P1) puede ser de 20.000 a 70.000 gramos por mol (g/mol).

La poli(bifenil eter sulfona) (P1) puede tener temperaturas de transicion vftrea de 180 a 250°C, cuando se determinan de acuerdo con ASTM D 4318.

Los polfmeros de poli (bifenil eter sulfona) (P1) se han encontrado particularmente adecuados en el metodo para fabricar el artfculo de espuma termoformada de la presente invencion a causa de su ventajosa alta dureza y fuerza a impactos, alta resistencia a impactos, alta resistencia qrnmica, excepcional estabilidad hidrolftica y muy buena resistencia inherentes a inflamacion.

De acuerdo con una realizacion de la presente invencion, la composicion (FP) preparada en la primera etapa del metodo de la invencion, puede contener adicionalmente uno o mas ingredientes diferentes a la poli(bifenil eter sulfona) (P1).

La composicion (FP) puede contener adicionalmente ingredientes convencionales de composiciones polimericas tales como polfmeros miscibles o polfmeros que pueden compatibilizarse con PPSU, de forma destacable polfmeros

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como polieterimidas o polieteretercetonas, aditivos tales como absorbentes de UV; estabilizadores tales como estabilizadores de luz y otros; lubricantes; plastificantes; pigmentos; tintes; colorantes; agentes antiestaticos; agentes de nucleacion; agentes espumantes; agentes de soplado; desactivadores metalicos; ratardadores de llama y combinaciones que comprenden uno o mas de los aditivos anteriores. Los antioxidantes pueden ser compuestos tales como fosfitos, fosforatos, fenoles impedidos o mezclas de los mismos. Tambien pueden anadirse tensioactivos para ayudar a nuclear las burbujas y estabilizarlas durante la fase de crecimiento de burbujas del proceso de espumacion.

El peso de dichos ingredientes convencionales, basado en el peso total de la composicion polimerica (FP) vana ventajosamente del 0 al 15%, preferiblemente del 0 al 10% y mas preferiblemente del 0 al 5%.

Si se desea, la composicion (FP) comprende mas del 85% en peso de la poli(bifenil eter sulfona) (P1) con la condicion de que la poli(bifenil eter sulfona) (P1) sea el unico componente polimerico en la composicion (FP) y uno o mas ingredientes opcionales tales como aditivos; estabilizadores; lubricantes; plastificantes; pigmentos; tintes; colorantes; agentes antiestaticos; agentes de nucleacion; agentes de soplado; desactivadores metalicos; antioxidantes y tensioactivos podnan estar presentes en la misma, sin que estos componentes afecten de forma drastica a las propiedades mecanicas y de dureza relevantes de la composicion (FP).

En una realizacion preferida, la composicion (FP) comprende mas del 85% en peso del polfmero (PPSU), como se ha detallado anteriormente, con la condicion de que el polfmero (PPSU) sea el unico componente polimerico en la composicion (FP) y uno o mas ingredientes opcionales tales como aditivos; estabilizadores; lubricantes ; plastificantes; pigmentos; tintes; colorantes; agentes antiestaticos; agentes de nucleacion; agentes de soplado; desactivadores metalicos; antioxidantes y tensioactivos podnan estar presentes en la misma, sin que estos componentes afecten de forma drastica a las propiedades mecanicas y de dureza relevantes de la composicion (FP).

En otra realizacion preferida, la composicion (FP) comprende mas del 85% en peso de una mezcla compuesta de al menos dos poli(bifenil eter sulfonas) (P1) elegidas de un grupo que consiste en un polfmero (PPSU), como se ha detallado anteriormente y un polfmero de sulfona de alta temperatura SUPRADEL ™ HTS, como se ha detallado anteriormente, con la condicion de que el polfmero (PPSU) y el polfmero de sulfona de alta temperatura SUPRADEL™ HTS sean los unicos componentes polimericos en la composicion (FP) y uno o mas ingredientes opcionales tales como aditivos; estabilizadores; lubricantes ; plastificantes; pigmentos; tintes; colorantes; agentes antiestaticos; agentes de nucleacion; agentes de soplado; desactivadores metalicos; antioxidantes y tensioactivos podnan estar presentes en la misma, sin que estos componentes afecten de forma drastica a las propiedades mecanicas y de dureza relevantes de la composicion (FP).

La expresion "componentes polimericos" debe entenderse de acuerdo con su significado habitual, es decir, abarcando compuestos caracterizados por unidades unidas repetidas, que tienen tfpicamente un peso molecular de 2.000 o mas.

En la etapa 1 del metodo de la invencion, puede anadirse ventajosamente un agente de nucleacion, o mezclas de agentes de nucleacion, a la composicion (FP).

En general, el agente de nucleacion ayuda a controlar la estructura del material de espuma (P), formado en la etapa 2 del metodo de la invencion, proporcionando un sitio para la formacion de burbujas, y cuanto mayor sea la cantidad de sitios, mayor sera la cantidad de burbujas y menos denso podra ser el producto final, dependiendo de las condiciones de procesamiento.

El agente de nucleacion adecuado que puede usarse en la presente invencion incluye, aunque sin limitacion, oxidos metalicos tales como dioxido de titanio, arcillas, talco, silicatos, sflice, aluminatos, baritinas, titanatos, boratos, nitruros, de forma destacable nitruro de boro, e incluso algunos metales no reactivos finamente divididos, materiales basados en carbono (tales como diamantes, carbono negro, nanotubos y grafenos) o combinaciones que incluyen al menos uno de los agentes anteriores. En realizaciones alternativas, el silicio y cualquier material organico reticulado que sea ngido e insoluble a la temperatura de procesamiento tambien puede funcionar como agente de nucleacion.

En realizaciones alternativas, pueden usarse otras cargas, con la condicion de que tengan el mismo efecto que un agente de nucleacion en terminos de proporcionar un sitio para la formacion de burbujas. Esto incluye cargas fibrosas tales como fibras de aramida, fibras de carbono, fibras de vidrio, fibras minerales, o combinaciones que incluyen al menos una de las fibras anteriores. Tambien pueden usarse algunas nanocargas y nanorrefuerzos como agentes de nucleacion. Estos incluyen materiales tales como nanosilicatos, nanoarcillas, nanofibras de carbono y nanotubos de carbono, asf como grafenos y nanoplacas graffticas multiestratificadas.

En una realizacion preferida, el agente de nucleacion se usa preferiblemente en las siguientes cantidades: ventajosamente del 0,1 al 5% en peso, preferiblemente del 0,2 al 3% en peso basado, en cada caso, en el peso total de la composicion (FP).

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Generalmente, la composicion (FP) puede prepararse mediante una diversidad de metodos que implican mezcla de forma mtima los materiales polimericos con cualquier ingrediente opcional, como se ha detallado anteriormente, deseado en la formulacion, por ejemplo, mezclando en estado fundido o una combinacion de mezcla en seco y mezcla en estado fundido. Tfpicamente, la mezcla en seco de la poli(bifenil eter sulfona) (P1) y todos los demas ingredientes opcionales, detallados anteriormente, se realiza usando mezcladoras de alta intensidad, tales como, de forma destacable, mezcladoras de tipo Henschel y mezcladoras de cintas.

La mezcla en polvo asf obtenida puede ser adecuada para uso directo en la segunda etapa del metodo o puede ser una mezcla concentrada a usarse como lote maestro y diluirse en cantidades adicionales de la poli(bifenil eter sulfona) (P1) en etapas de procesamiento posteriores. Dichos lotes maestros/concentrados tambien pueden mezclarse en estado fundido antes de su uso en la segunda etapa del metodo.

Tambien es posible fabricar la composicion (FP) de la invencion para componer adicionalmente en estado fundido la mezcla en polvo como se ha descrito anteriormente. Como se ha dicho, la composicion en estado fundido puede lograrse sobre una mezcla en polvo como se ha detallado anteriormente, o preferiblemente directamente sobre la poli(bifenil eter sulfona) (P1) y cualquier otro posible ingrediente. Pueden usarse los dispositivos convencionales de composicion en estado fundido, tales como extrusoras de co-rotacion y contra-rotacion, extrusoras de un unico huso, co-amasadoras, procesadores de paquete de discos y otros diversos tipos de equipos de extrusion. Preferiblemente, pueden usarse extrusoras, mas preferiblemente extrusoras de doble huso.

En el caso de que uno o mas agentes de soplado esten comprendidos en la composicion (FP), son particularmente preferidas extrusoras especialmente disenadas, es decir, extrusoras espedficamente disenadas para controlar de forma eficaz la temperatura de modo que los procesos adicionales, tales como espumacion, no se inicien prematuramente y de modo que la composicion puede fundirse, mezclarse, extruirse y granularse sin espumacion prematura de la composicion. El diseno del huso de composicion, por ejemplo, la inclinacion de vuelo y la anchura, el aclarado, la longitud asf como las condiciones de funcionamiento se elegiran ventajosamente de modo que se proporcione suficiente calor y energfa mecanica para fundir por completo ventajosamente la mezcla en polvo o los ingredientes como se ha detallado anteriormente y obtener ventajosamente una distribucion homogenea de los diferentes ingredientes, pero aun suficientemente suaves para mantener ventajosamente la temperatura de procesamiento de la composicion por debajo de la que puede iniciar prematuramente la espumacion, en caso de que los ingredientes qmmicos opcionales esten comprendidos en la composicion. Con la condicion de que la temperatura de procesamiento se mantenga muy por encima del punto de ablandamiento de la poli(bifenil eter sulfona) (P1) y, cuando esta comprendido uno o mas agentes qmmicos espumantes, por debajo de la temperatura de descomposicion de cualquiera de dichos componentes qmmicos espumantes posiblemente presentes, es ventajosamente posible obtener productos extruidos en hebra de la composicion (FP) de la invencion que no han experimentado espumacion significativa. Dichos productos extruidos en hebra pueden trocearse mediante, por ejemplo, una chuchilla de corte en rotacion alineada en direccion descendente de la placa de troquel, generalmente con un dispositivo sumergido, que asegura una perfecta alineacion de la cuchilla de corte con la placa de troquel, y recogerse tras la formacion de granulos o perlas. Como alternativa, los productos extruidos en hebra tambien pueden enfriarse usando un bano de agua de la cinta transportadora y despues cortarse usando un granulador. Por tanto, por ejemplo, la composicion (FP) que puede estar presente en forma de granulos o perlas, despues puede usarse adicionalmente en la segunda etapa del metodo de la presente invencion.

Material de espuma (P)

De acuerdo con el metodo de la presente invencion, la composicion (FP), como se ha mencionado anteriormente, se espuma en la etapa 2, para producir el material de espuma (P) que tiene un alto contenido vado, baja densidad aparente y tamanos de celda sustancialmente uniformes.

Para los propositos de la presente invencion, la expresion "tamano de celda sustancialmente uniforme" pretende indicar un material de espuma donde la magnitud de una desviacion tfpica de la distribucion de frecuencia de tamanos de celda es como mucho del 40% del calor del tamano medio de celda estimado, asf como ejemplo, una espuma con un tamano medio de celda estimado de 100 micrometros y una desviacion tfpica de 35 micrometres en la distribucion de tamanos de celda estana dentro del alcance de la definicion anterior para "tamano de celda sustancialmente uniforme".

Se ha descubierto que el material de espuma (P) preparado en la segunda etapa del metodo de la presente invencion, dotado de tener un tamano de celda uniforme, tiene propiedades mecanicas mejoradas ya que las celdas mas grandes actuan como un punto debil en la espuma, que pueden iniciar un fallo y, ademas, de mantener la capacidad de termoformarse, es decir conformarse en artfculos de geometna posiblemente compleja por la accion combinada de calor y presion.

La espumacion de la composicion polimerica (FP) en la etapa 2 del metodo de la presente invencion puede realizarse usando cualquier tecnica de espumacion, que sea capaz de producir el material de espuma (P). Las tecnicas adecuadas de espumacion que pueden usarse en la presente invencion incluyen, aunque sin limitacion, procesos de celda de presion, procesos de autoclave, procesos de extrusion, procesos de inyeccion directa

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(Variotherm) y espumacion en lecho.

El proceso de extrusion es el mas preferido.

Un proceso de celda de presion, por ejemplo, se realiza por lotes; la composicion (FP) se carga en una celda de presion con un gas a una presion que es mayor que la presion atmosferica y a una temperatura que esta por debajo de la temperatura de transicion vftrea de la mezcla de poftmero/gas. La temperatura despues se aumenta hasta una temperatura que esta por encima de la temperatura de transicion vftrea, pero por debajo de la temperatura crftica de la mezcla de poftmero (P1)/gas, por inmersion en un bano de calentamiento, y despues el gas se extrae de la mezcla para producir el material de espuma (P). La transferencia desde la celda de presion hasta el bano de calentamiento se realiza generalmente los mas rapido posible, considerando que el gas disuelto puede difundir rapidamente del poftmero a presion ambiental. Despues de la espumacion, el material de espuma (P) generalmente se inactiva en una mezcla de etanol/agua a aproximadamente 20°C.

En un proceso de autoclave, por ejemplo, la composicion (FP) se carga con un gas en un autoclave a una temperatura que esta por encima de la temperatura de transicion vftrea de la mezcla de poftmero (P1)/gas y se induce la espumacion por liberacion espontanea de la presion. En contraste con el proceso de celda de presion, en que la composicion cargada de gas (FP) normalmente se transfiere a un bano de calentamiento para aumentar la temperatura hasta por encima de la temperatura de transicion vftrea pero por debajo de la temperatura crftica de la mezcla de poftmero/gas, el proceso de autoclave no necesita una fase de calentamiento ya que el poftmero ya esta a la temperatura necesaria que esta por encima de la temperatura de transicion vftrea al cargarlo con el gas.

Un proceso de extrusion, en contraste con las dos tecnicas descritas anteriormente, es un proceso continuo. En general, en el proceso de extrusion, el material de espuma (P) se forma fundiendo la composicion (FP) en forma de un granulo o una perla, mezclando la mezcla fundida asf obtenida con al menos un agente de soplado a presion. A la salida de la extrusora, durante la despresurizacion, el agente de soplado se vaporiza y, por absorcion del calor de evaporacion, enfna rapidamente la masa fundida formado de ese modo el material de espuma (P).

Puede usarse cualquier equipo adecuado de extrusion capaz de procesar la composicion (FP) para la extrusion. Por ejemplo, pueden usarse extrusoras de unico huso o multiples husos, con prefiriendose una extrusora en tandem.

En una realizacion preferida espedfica, la composicion (FP) se funde en una extrusora principal. El agente de soplado despues se suministra a la extrusora principal y se mezcla en la mezcla fundida a alta presion y temperatura en las ultimas secciones de la extrusora principal. La masa fundida despues se suministra a presion a una extrusora secundaria, que se usa para enfriar el material a espumar y transportarlo a traves de un troquel hasta un calibrador para formar el material de espuma (P). El calibrador ayuda a controlar la tasa de enfriamiento y la expansion del material de espuma (P). Por lo tanto, es beneficioso para ayudar a controlar el espesor, anchura y densidad del material de espuma (P). El troquel se hace funcionar a un intervalo de temperatura y un intervalo de presion espedficos para proporcionar la resistencia necesaria en estado fundido y para suprimir la espumacion prematura en el troquel. En una realizacion, se usa una extrusora de un unico huso tanto para la extrusora principal como para la extrusora secundaria. En una realizacion alternativa, se usa una extrusora de huso doble tanto para la extrusora principal como para la extrusora secundaria. En otra realizacion alternativa mas, se usa una extrusora de un unico huso para una de la extrusora principal o la extrusora secundaria y se usa una extrusora de huso doble para la otra.

En la etapa 2 del metodo de la presente invencion, puede usarse ventajosamente un agente de soplado, o mezclas de agentes de soplado, en diferentes cantidades, dependiendo de la densidad deseada del material de espuma (P). En una realizacion preferida de la presente invencion, la cantidad usada del agente de soplado es del 0,5 al 15% en peso, preferiblemente del 1 al 12% en peso, de forma particular preferiblemente del 3 al 10% en peso, basado, en cada caso, en el peso total de la composicion (FP).

En general, puede usarse una cantidad mayor de agente de soplado para realizaciones donde tienen que formarse espumas de menor densidad.

En general, el agente de soplado se selecciona para que sea suficientemente soluble para hacer crecer uniformemente los vados en las burbujas que formar un material de espuma que tiene la densidad seleccionada. Como resultado, si todos los parametros, incluyendo la solubilidad del agente de soplado con la poli(bifenil eter sulfona) (P1) fundida (a presion, temperatura y mdice de corte) estan equilibrados y las paredes de las burbujas son suficientemente estables de modo que no se rompan o unan hasta que la viscosidad/resistencia en estado fundido de la resina/agente de soplado sea suficientemente fuerte para formar un material de espuma (P) estable segun se enfna, el resultado es un material de espuma (P) bueno, uniforme, de celdas pequenas que tiene una densidad seleccionada.

En general, el tipo de material de espuma (P) a producirse tambien puede variar dependiendo de otros factores tales como la presencia de partfculas de agente de nucleacion, las condiciones de carga y/o el proceso, y el tipo de equipo usado para formar los materiales de espuma.

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Teniendo en cuenta la naturaleza del agente de soplado, el proceso de espumacion puede ser un proceso qmmico o ffsico de espumacion.

En una realizacion preferida, el proceso de espumacion es un proceso ffsico de espumacion.

En un proceso de espumacion ffsica, se hace uso de ingredientes de espumacion ffsica, tales como agentes ffsicos de soplado y opcionalmente agentes de nucleacion.

Los agentes de espumacion ffsica generalmente se refieren a aquellos compuestos que estan en estado gaseoso en las condiciones de espumacion (en general alta temperatura y presion) a causa de sus propiedades ffsicas.

Los agentes de espumacion ffsica pueden suministrarse al equipo, donde tiene lugar la espumacion, en su forma gaseosa, o en cualquier otra forma, a partir de la cual se generara un gas mediante un proceso ffsico (por ejemplo, evaporacion, desorcion). De lo contrario, el agente de espumacion ffsica puede incluir en la composicion pre- formada (FP), a introducirse en el equipo de espumacion.

En la etapa 2 del metodo de la presente invencion, puede usarse cualquier agente ffsico convencional de soplado tal como gases inertes, por ejemplo CO2, nitrogeno, argon; hidrocarburos, tales como propano, butano, pentano, hexano; alcoholes alifaticos, tales como metanol, etanol, propanol, isopropanol, butanol; cetonas alifaticas, tales como acetona, metil etil cetona; esteres alifaticos, tales como acetato de metilo y etilo; hidrocarburos fluorados, tales como 1,1,1,2-tetrafluoroetano (HFC 134a) y difluoroetano (HFC 152a); y mezclas de los mismos.

Se entiende que el agente ffsico de soplado se suministra en forma fluida a un producto de fusion, ventajosamente genera burbujas, segun el producto de fusion pasa a traves del troquel y se despresuriza. Esto tambien puede lograrse en dispositivos de extrusion.

En una realizacion alternativa de la presente invencion, el proceso de espumacion es un proceso qmmico de espumacion.

En un proceso qmmico de espumacion, generalmente se hace uso de un agente qmmico de espumacion, en particular un agente qmmico de soplado.

Los agentes qmmicos de espumacion generalmente se refieren a aquellas composiciones que se descomponen o reaccionan bajo la influencia del calor en condiciones de espumacion, para generar un gas de espumacion.

Los agentes qmmicos de espumacion pueden estar comprendidos en la composicion (FP) generando de ese modo in situ el gas de espumacion, o pueden anadirse en la presente etapa 2 de la presente invencion. La espumacion qmmica tambien puede lograrse en dispositivos de extrusion.

Los agentes qmmicos adecuados de espumacion incluyen de forma destacable sales simples tales como amonio o bicarbonato sodico, agentes espumantes de desarrollo de nitrogeno; de forma destacable compuesto azo y diazo aromaticos, alifaticos-aromaticos y alifaticos, tales como azodicarbonamida y sulfonhidrazidas, tales como sulfonhidrazida de benceno y oxi-bis(bencenosulfonhidrazida). Dichos agentes qmmicos de espumacion puede mezclarse opcionalmente con activadores adecuados, tales como, por ejemplo, aminas y amidas, urea, sulfonhidrazidas (que tambien pueden actuar como agente secundario de espumacion); y similares.

Aunque el material de espuma (P) esta sustancialmente libre de los agentes de soplado, se contempla que cantidades residuales del uno o mas agentes de soplado pueden permanecer en el material de espuma, aunque estas cantidades residuales no son suficientes para afectar de forma adversa a las caractensticas de espuma del material de espuma (P).

En realizaciones alternativas, puede reducirse adicionalmente cualquiera de los agentes residuales de soplado exponiendo el material de espuma (P) adicionalmente a un ciclo de calor.

En una realizacion de la presente invencion, el material de espuma (P) formado en la etapa 2 de la presente invencion tiene ventajosamente una densidad en el intervalo de 10 a 170 kg/m3, preferiblemente de 20 a 150 kg/m3, mas preferiblemente de 20 a 100 kg/m3, incluso mas preferiblemente de 20 a 55 kg/m3.

El material de espuma (P) de la presente invencion tiene ventajosamente un tamano de celda promedio de menos de 500 micrometros, preferiblemente de menos de 100 micrometros, mas preferiblemente de menos de 50 micrometros.

La densidad puede medirse de acuerdo con ASTM D1622.

El tamano de celda puede medirse usando microscopfa optica o electronica de barrido.

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El material de espuma (P) formado en la etapa 2 de la presente invencion puede estar en forma de un panel, una lamina o una pelfcula. Tambien se entiende que el material de espuma (P) puede fabricarse como una lamina o un panel soportado sobre una pelfcula de soporte o emparedado entre dos pelfculas de soporte. Dichas preformas del material de espuma (P) se usan en la etapa 3 del metodo de la presente invencion. Mas preferiblemente, el material de espuma (P) esta en forma de un panel de espuma o una pelfcula de espuma. Mas preferiblemente, el material de espuma (P) esta en forma de un panel de espuma.

En una realizacion espedfica del metodo de la presente invencion, el panel de espuma formado en la etapa 2 del metodo de la presente invencion tiene ventajosamente un espesor en el intervalo de 1 mm a 30 mm, preferiblemente de 3 mm a 10 mm, mas preferiblemente de 4 mm a 6 mm.

En otra realizacion espedfica del metodo de la presente invencion, la pelfcula de espuma formada en la etapa 2 del metodo de la presente invencion tiene ventajosamente un espesor en el intervalo de 0,1 mm a 3,0 mm, preferiblemente de 0,2 mm a 1,0 mm, mas preferiblemente de 0,2 mm a 0,5 mm.

Artculo espumado termoformado

En el metodo de la presente invencion, el moldeo del material de espuma (P) en la etapa 3, bajo el efecto del calor y la presion para proporcionar un ardculo espumado termoformado puede realizarse siguiendo diversos procesos de termoformado conocidos en la tecnica.

Los procesos adecuados de termoformado que pueden usarse en la presente invencion incluyen, aunque sin limitacion, formacion al vado, formacion a presion, formacion en molde acoplado, procesos de termoformado de lamina doble. El proceso de formacion al vado es particularmente preferido.

Tfpicamente, un proceso de termoformado puede dividirse en cuatro etapas: (i) preformacion del material de espuma (P) bajo el efecto del calentamiento (es decir, la etapa de precalentamiento), (ii) formacion del ardculo espumado termoformado manteniendo el material de espuma (P) contra un molde a un diferencial de presion y calentamiento (es decir, la etapa de formacion), (iii) enfriamiento del artfculo espumado termoformado en el molde (es decir, la etapa de enfriamiento), (iv) recorte del ardculo espumado termoformado (es decir, la etapa de recorte).

Puede usarse cualquier equipo adecuado de termoformado capaz de termoformar el material de espuma (P) en la etapa 3 del metodo de la presente invencion.

Por ejemplo, puede usarse una mesa de vado siendo preferida una mesa de vado de temperatura controlada.

La preformacion del material de espuma (P) en la etapa (i) se realiza tfpicamente precalentando el material de espuma (P) hasta su temperatura de formacion usando, por ejemplo, calentadores de conduccion tales como, de forma destacable, calentadores de contacto, calentadores de conveccion, tales como, de forma destacable, calentadores accionados por gas, hornos de circulacion de aire caliente, calentadores de induccion o calentadores de radiacion, tales como, de forma destacable, calentadores de longitudes de onda en el espectro de luz infrarroja, calentadores de radiofrecuencia. Los hornos de circulacion de aire caliente son particularmente preferidos.

Para los propositos de la presente invencion, la expresion "temperatura de formacion" pretende indicar una temperatura a la cual el polfmero puede conformarse a una tasa controlada de deformacion, pero no tan alta como para causa excesivo ablandamiento y hundimiento de la espuma.

Durante la etapa de precalentamiento (i), el material de espuma (P) generalmente se precalienta hasta una temperatura de al menos 200°C, preferiblemente al menos 205°C y mas preferiblemente al menos 210°C.

El material de espuma (P) generalmente se precalienta en la etapa (i) durante un intervalo de tiempo de al menos 10 min, preferiblemente al menos 30 min, mas preferiblemente al menos 60 min.

El material de espuma (P) generalmente se precalienta en la etapa (i) durante un intervalo de tiempo de como mucho 120 min, preferiblemente como mucho 90 min, mas preferiblemente como mucho 70 min.

Si se desea, la etapa de formacion (ii) puede realizarse sin cumplir la etapa de precalentamiento (i).

Como se ha dicho, durante la etapa de formacion (ii), el material de espuma (P) se mantiene contra un molde de temperatura controlada a un diferencial de presion.

La presion en la etapa de formacion (ii) es ventajosamente de al menos 2 pulgadas de Hg (6,77 kPa), preferiblemente al menos 5 pulgadas de Hg (16,96 kPa), preferiblemente al menos 10 pulgadas de Hg (33,86 kPa).

La presion en la etapa de formacion (ii) es ventajosamente como mucho de 20 pulgadas de Hg (67,73 kPa), preferiblemente como mucho de 17 pulgadas de Hg (57,57 kPa), mas preferiblemente como mucho de 15 pulgadas

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de Hg (50,79 kPa).

Dicho diferencial de presion puede aplicarse adecuadamente en forma de un vado, presion de aire, auxiliares mecanicos tales como tapones, diafragmas de caucho, y combinaciones de los mismos.

La temperatura en la etapa (ii) se mantiene generalmente a la misma temperature que en la etapa (i).

En el proceso de formacion al vado, como se ha mencionado anteriormente, el diferencial de presion se aplica en forma de un vado. Dicho vado puede aplicarse usando una diversidad de sistemas de formacion de vado tales como, de forma destacable, sistemas basados en tecnicas de envasado al vado, mesas de formacion de vado con calentamiento.

Un sistema de formacion de vado basado en la tecnica de envasado al vado es particularmente preferido.

Se entiende que antes de aplicar el vado, la presion en el equipo de termoformado es igual a la presion atmosferica [(29,92 pulgadas de mercurio (pulgadas de Hg) (101,32 kPa)].

En la etapa de formacion (ii), el vado puede aplicarse en una fase o en dos fases.

En una primera realizacion en la etapa (ii), el vado se aplica en una fase.

En esta realizacion, el vado se proporciona ventajosamente desde la presion atmosferica hasta un nivel 1 de presion de vado maxima [vado (1)] a una tasa de vado de al menos 2 pulgadas de Hg (6,77 kPa)/min, preferiblemente de al menos 4 pulgadas de Hg (13,54 kPa)/min, mas preferiblemente de al menos 6 pulgadas de Hg (20,32 kPa)/min.

El vado (1) es ventajosamente de al menos 5 pulgadas de Hg (16,96 kPa), preferiblemente de al menos 7 pulgadas de Hg (23,70 kPa), preferiblemente al menos 10 pulgadas de Hg (33,86 kPa).

El vado (1) es ventajosamente como mucho de 20 pulgadas de Hg (67,73 kPa), preferiblemente como mucho de 17 pulgadas de Hg (57,57 kPa), mas preferiblemente como mucho de 15 pulgadas de Hg (50,79 kPa).

En esta realizacion, el vado se mantiene adicionalmente constante al vado (1) ventajosamente durante un periodo de al menos 20 min, preferiblemente de al menos 30 min.

En una segunda realizacion mas preferida en la etapa (ii), el vado se aplica en dos fases.

En una primera fase de la segunda realizacion, el vado se proporciona ventajosamente desde presion atmosferica hasta un nivel 2 de presion de vado [vado (2)] a una tasa de vado de al menos 0,2 pulgadas de Hg (677 Pa)/min, preferiblemente de al menos 0,4 pulgadas de Hg (1,35 kPa)/min, mas preferiblemente de al menos 1,0 pulgada de Hg (3,38 kPa)/min.

En dicha primera fase, el vado se proporciona ventajosamente desde presion atmosferica hasta el vado (2) a una tasa de vado de como mucho 6,0 pulgadas de Hg (20,32 kPa)/min, preferiblemente de como mucho 4,0 pulgadas de Hg (13,54 kPa)/min, mas preferiblemente de como mucho 2,0 pulgadas de Hg (6,77 kPa)/min. El vado (2) se ventajosamente de al menos 1 pulgada de Hg (3,38 kPa), preferiblemente de al menos 3 pulgadas de Hg (10,16 kPa), mas preferiblemente de al menos 5 pulgadas de Hg (16,96 kPa).

El vado (2) se ventajosamente como mucho de 20 pulgadas de Hg (67,73 kPa), preferiblemente de como mucho 17 pulgadas de Hg (57,57 kPa), mas preferiblemente de como mucho 15 pulgadas de Hg (50,79 kPa).

En una segunda fase de la segunda realizacion, el vado se mantiene adicionalmente constante al vado (2), o se aumenta continuamente hasta un nivel 3 de vado maximo [vado (3)] o se aumenta de un modo por etapas hasta el vado (3).

El vado (3) es ventajosamente de al menos 5 pulgadas de Hg (16,96 kPa), preferiblemente de al menos 7 pulgadas de Hg (23,70 kPa), mas preferiblemente de al menos 10 pulgadas de Hg (33,86 kPa).

El vado (3) es ventajosamente de como mucho 20 pulgadas de Hg (67,73 kPa), preferiblemente de como mucho 17 pulgadas de Hg (57,57 kPa), mas preferiblemente de como mucho 15 pulgadas de Hg (50,79 kPa).

En una realizacion del metodo de la invencion, el vado en la segunda fase se aumenta continuamente hasta el vado (3) a una tasa de vado de al menos 0,2 pulgadas de Hg (677 Pa)/min, preferiblemente de al menos 0,4 pulgadas de Hg (1,35 kPa)/min, mas preferiblemente de al menos 1,0 pulgada de Hg (3,38 kPa)/min.

En dicha segunda fase, el vado se proporciona ventajosamente desde la presion atmosferica hasta el vado (3) a

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una tasa de vado de como mucho 6,0 pulgadas de Hg (20,32 kPa)/min, preferiblemente de como mucho 4,0 pulgadas de Hg (13,54 kPa)/min, mas preferiblemente de como mucho 2,0 pulgadas de Hg (6,77 kPa)/min.

En otra realizacion del metodo de la invencion, el vado en la segunda fase se aumenta periodicamente de un modo por etapas hasta el vado (3) mediante lo cual el vado en cada etapa se aumenta ventajosamente en una cantidad que vana de 0,2 pulgadas de Hg (677 Pa) a 10 pulgadas de Hg (33,86 kPa), preferiblemente de 0,5 pulgadas de Hg (1,69 kPa) a 5 pulgadas de Hg (16,96 kPa), incluso mas preferiblemente de 0,8 pulgadas de Hg (2,71 kPa) a 1,5 pulgadas de Hg (5,08 kPa) en periodos correspondientes que vanan de 0,1 a 20 min, preferiblemente de 1 a 10 min, mas preferiblemente de 3 a 6 min. Se obtuvieron buenos resultados cuando el vado se aumentaba por etapas con incrementos de 1 pulgada de Hg (3,38 kPa) aproximadamente cada 5 minutos.

La etapa de enfriamiento (iii) y la etapa de recorte (iv) en la etapa 3 del metodo de la presente invencion se realizan tfpicamente de acuerdo con metodos convencionales conocidos en la tecnica.

Un aspecto de la presente invencion tambien proporciona un artfculo termoformado que comprende al menos un componente que comprende el material de espuma (P), como se ha detallado anteriormente, que proporciona diversas ventajas sobre partes y artfculos de la tecnica anterior, en particular retorno mejorado a la posicion original, contraccion minimizada. Preferiblemente, al artfculo termoformado consiste en el material de espuma (P) como se ha detallado anteriormente.

En una realizacion de la presente invencion, el artfculo es un componente estructural de aviones tal como, de forma destacable, paneles de revestimiento interior, paneles de paredes laterales, paneles de suelo, paneles para privacidad, contenedores de almacenaje, pasamanos para contenedores de almacenaje, tablas, paneles de celdas humedas, conductos y camaras de aires, unidades de servicio para los pasajeros, cocinas y puertas de cocina, paneles de rodapie, paneles de carga, carcasas de asientos.

En otra realizacion de la presente invencion, el artfculo es un dispositivo electronico movil tal como, de forma destacable, un ordenador portatil, un telefono movil, un GPS, una tableta, asistentes digitales personales, dispositivos portatiles de grabacion, dispositivos portatiles de reproduccion y receptores portatiles de radio.

En otra realizacion de la presente invencion, el artfculo es un dispositivo medico tal como, de forma destacable, bandejas medicas, artfculos resistentes a esterilizacion.

En otra realizacion de la presente invencion, el artfculo es un material de construccion, un enser domestico tal como, de forma destacable, bandejas de servicios de alimentacion y similares.

Si la descripcion de cualquier patente, solicitud de patente y publicacion que se incorporan en este documento por referencia entra en conflicto con la descripcion de la presente solicitud en la medida que pueda dejar un termino poco evidente, tendra preferencia la presente descripcion.

Ejemplos

La invencion se describira ahora en mas detalle con referencia a los siguientes ejemplos, cuyo proposito es ilustrar simplemente y no pretenden limitar el alcance de la invencion.

Materias primas

Dioxido de titanio: -Tipure® R-105 dioxido de titanio, un rutilo TiO2 fabricado por el proceso de cloruro, se trato con sflice y alumina.

RADEL® R PPSU de Solvay Specialty Polymers USA, L.L.C.

SUPRADEL™ HTS -2600NT de Solvay Specialty Polymers USA, L.L.C.

RADEL® R 5100 PPSU de Solvay Specialty Polymers USA, L.L.C.

Procedimiento general para la preparacion del material de espuma (P)

Se compuso un polfmero o mezcla de polfmero con 2 partes de TiO2 por cien partes de resina. La composicion en granulos se realizo en una extrusora de huso doble Berstorff de 25 mm que tema una relacion L/D de 40:1 y ocho secciones en barril, de las cuales las secciones 2-8 estan equipadas con calentamiento y enfriamiento. En cada caso, los granulos de polfmero base y el TiO2 se mezclaron primero en un tambor durante veinte minutos y despues la mezcla se suministro a la boquilla de la extrusora. La extrusora se ajusto a una temperatura de barril de 330°C para las secciones de barril 2-8. La temperatura del troquel se establecio a 340°C y se uso una velocidad de huso de 200 rpm junto con una tasa de rendimiento de 25 libras (11,34 kg)/h para cada una de las cuatro formulaciones. La ventilacion del vado del producto de fusion se realizo en la seccion de barril 7. El producto extruido procedente de la extrusora en cada caso se enfrio a traves de agua y despues se granulo. Los granulos producidos a partir de la formulacion se secan a temperaturas entre 130 y 180°C durante 8 horas y a continuacion se suministran a mecanismo de espumacion que consistfa en una extrusora de huso doble Reifenhauser de 41 mm de diametro que

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se configura en serie con una extrusora de un unico huso Reifenhauser de 50 mm. La salida de la primera extrusora (extrusora A) se suministro mediante una tubena de fusion directamente en la segunda (extrusora B) en una configuracion en T. La extrusora A tema una relacion L/D de 43 mientras que la extrusora B tema una L/D de 30. La extrusora B estaba equipada con un troquel dividido de 1 mm. Los granulos producidos a partir de la formulacion se suministraron a la extrusora A donde se fundieron. El punto de inyeccion para el agente de soplado estaba localizado a dos tercios de la parte inferior de la longitud axial de la extrusora A. Se midio e inyecto isopropanol en el polfmero fundido a presiones de 60-300 bar (6-30 MPa) dependiendo de la presion presente en el producto de fusion en la extrusora. La mezcla de polfmero homogeneizado fundido e isopropanol despues se suministro a la extrusora B donde la mezcla se enfrio hasta temperaturas entre 180 y 230°C. La mezcla despues se extruye a traves del troquel dividido y en el calibrador para formar una espuma.

Ejemplo 1

Se produjo un panel espumado de 19,1 mm de espesor a partir de RADEL® R PPSU de Solvay Specialty Polymers USA, L.L.C. de acuerdo con el procedimiento general, como se ha descrito anteriormente. Dicho panel espumado se corto adicionalmente hasta 5 mm usando una sierra de banda horizontal y se uso para termoformado de acuerdo con el procedimiento general descrito a continuacion, produciendo un artfculo de espuma termoformada.

El analisis de microscopfa electronica de barrido (SEM) sobre la seccion transversal de la lamina mostro que las tablas eran de morfologfa de celda esencialmente uniforme en todas partes.

Ejemplo 2

Se produce un panel espumado a partir de polfmero de sulfona de alta temperatura SUPRADEL™ HTS de Solvay Specialty Polymers US, L.L.C de acuerdo con el procedimiento general, como se ha descrito anteriormente, usando ahora 2 partes por 100 en peso de TiO2, y la mezcla de polfmero homogeneizado fundido e isopropanol ahora se enfna hasta temperaturas entre 230°C y 280°C en la extrusora B.

El analisis de microscopfa electronica de barrido (SEM) sobre la seccion transversal de la lamina muestras que las tablas son de morfologfa de celda esencialmente uniforme en todas partes.

Dicho panel espumado se corta adicionalmente hasta 5 mm usando una sierra de banda horizontal y se usa para termoformado. El termoformado se realiza de acuerdo con el procedimiento general como se describe a continuacion, pero la temperatura de precalentamiento y termoformado se aumenta hasta 255°C.

Ejemplo 3

El Ejemplo 3 se realiza como se ha descrito para el Ejemplo 2 usando una poli(bifenil eter sulfona) (P1) que tiene todas las unidades reiterativas de formula (F).

Procedimiento de espumacion para la preparacion de los Ejemplos 4 y 5

TM TM

Se suministraron granulos polimericos de SUPRADEL HTS o mezclas de SUPRADEL HTS y RADEL® R PPSU precompuestos con la cantidad apropiada de TiO2 (vease la Tabla 1) en un mecanismo de espumacion que consistfa en una extrusora de huso doble Collins con un diametro de huso de 25 mm, configurada en serie con una extrusora de un unico huso con un diametro de huso de 45 mm. La salida de la primera extrusora (extrusora A) se suministro directamente a la segunda extrusora (extrusora B) configurada en una configuracion de angulo recto. La extrusora A tema una relacion L/D de 42 y la extrusora B tema una relacion L/D de 30. La extrusora B estaba equipada con un troquel dividido de 0,6 mm. Los granulos producidos a partir de la formulacion se suministraron a la extrusora A donde se fundieron (vease la Tabla 1, la temperatura de fusion). El punto de inyeccion para el agente de soplado estaba localizado a dos tercios de la parte inferior de la longitud axial de la extrusora A. Se midio e inyecto isopropanol (9% en peso) en el polfmero fundido a presiones de 60-150 bar (6-15 MPa) dependiendo de la presion presente en el producto de fusion en la extrusora. La mezcla de polfmero homogeneizado fundido e isopropanol despues se suministro a la extrusora B donde la mezcla se enfrio hasta temperaturas entre 250 y 280°C. La mezcla despues se extruyo a traves del troquel dividido para formar una pelfcula espumada. Los resultados se resumen en la Tabla 1.

Tabla 1

Ejemplos n.°

4 5

SUPRADELTM HTS -2600NT (% en peso)a

100,0 50,0

RADEL® R 5100 PPSU (% en peso)a

- 50,0

TO2 (% en peso)b

- 0,5

Isopropanol (% en peso)b

9,0 9,0

Temperatura de fusion (°C)

274 257

Propiedades de la espuma

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35

40

Densidad (kg/m3)c

148 82

Espesor (mm)

3,4 4,9

Tamano de celda (micrometros)d

99 96

(a) % en peso respecto al peso total de SUPRADELTM HTS -2600NT y RADEL® R 5100 PPSU (b) % en peso respecto al peso total de todos los componentes en la composicion.

(c) la densidad se determino de acuerdo con el metodo de flotacion por el cual la muestra se sumergio en agua durante aproximadamente 1 minuto y se midio el volumen desplazado (principio de Arqmmedes). En dicha tecnica de flotacion el pesaje de las muestras de espuma se realizo en aire y en agua como en el procedimiento del metodo ASTm D792.

(d) el tamano de celda y la distribucion de tamanos de celda en las espumas obtenidas se caracterizaron por microscopfa electronica de barrido (SEM). El analisis de imagenes de las imagenes SEM de las secciones transversales de las espumas se realizo usando el software de analisis de imagenes "ImageJ" Version 1.44 que esta disponible al publico en Internet.

Procedimiento general para termoformar el material de espuma (P)

El molde de arcilla y el material de espuma (P) se precalentaron en un horno de circulacion de aire caliente hasta una temperatura de 210°C y se precalentaron durante un corto tiempo. Despues de precalentar el molde hasta 210°C, dicho molde se retiro del horno de circulacion de aire caliente, y se coloco en una placa de aluminio de 1/4" (6,35 mm). Entre el molde y la placa, se coloco un pano de respiracion de nylon. La espuma despues se coloco sobre el molde, se cubrio con otro trozo de pano de respiracion, y se fijo con alfileres a una pelfcula de envasado de nylon con cinta adhesiva formando un sistema de envasado. Se inserto una valvula de liberacion rapida en el sistema de envasado para permitir que dicho sistema se pusiera al vado. El sistema completo de envasado se puso en el horno de circulacion de aire caliente mantenido a una temperatura de 210°C. Despues de 6 minutos de estabilizacion a 210°C, se aplico un vado a 5 pulgadas de Hg (16,96 kPa) en un periodo de tiempo de 1 min. Cada 5 minutos despues de ello, el vado se aumento por etapas en 1 pulgada de Hg (3,38 kPa). Despues de 30 minutos mas, la parte termoformada se habfa formado contra el molde sin agrietamiento. El horno de circulacion de aire caliente se enfrio hasta que el horno estuvo a temperatura ambiente y cuando la temperatura del centro del molde alcanzo 120°C en el interior, se libero el vado. Se retiro la parte termoformada.

Ejemplo 6

El material de espuma del ejemplo 4 se termoforma de acuerdo con el procedimiento general, como se ha detallado anteriormente, pero ahora el horno de circulacion de aire caliente se precalento hasta 220°C y la espuma se puso sobre un molde de metal. Dicho ensamblaje despues se coloco sobre una placa de aluminio de 1/4" (6,35 mm). El sistema completo de envasado ahora se coloco en el horno de circulacion de aire caliente mantenido a una temperatura de 220°C. Despues de 5 minutos de estabilizacion, se aplico un vado de 7,5 pulgadas de Hg (25,39 kPa) durante un periodo de tiempo de 5 minutos adicionales. Sin embargo, en esta fase la espuma ahora se formo sobre el molde agrietamiento. La parte termoformada no muestra retorno a la posicion original y tiene una densidad de 145 kg/m3.

Ejemplo 7

El material de espuma del ejemplo 5 se termoforma del mismo modo que el descrito para el Ejemplo 6. La parte termoformada no muestra retorno a la posicion original y tiene una densidad de 81 kg/m3.

Claims (13)

1. 5

   10

   15

   20

   25

   30

   35

   40

   45

   50

   55

   60

   REIVINDICACIONES

   1. Un metodo para fabricar un artfculo de espuma de poli(bifenil eter sulfona) termoformada que comprende las siguientes tres etapas:

   Etapa 1. preparar una composicion espumable de poli(bifenil eter sulfona) [composicion (FP)].

   Etapa 2.- espumar la composicion (FP) para producir un material de poli(bifenil eter sulfona) espumado [material de espuma (P)], y

   Etapa 3. moldear dicho material de espuma (P) bajo el efecto del calor y la presion para proporcionar un artfculo espumado termoformado,

   en el que la composicion (FP) comprende un polfmero de poli(bifenil eter sulfona) (P1) en una cantidad por encima del 50% en peso, basado en el peso total de la composicion (FP),

   y en el que mas del 50% en peso de las unidades reiterativas del polfmero de poli(bifenil eter sulfona) (P1) son unidades reiterativas (R2) de formula (A):

   Ar1-(T-Ar2)n-O-Ar3-SO2-[Ar4-(T-Ar2)n-SO2]m-Ar5-O- (formula A)

   en la que:

   - Ar1, Ar2, Ar3, Ar4, y Ar5, iguales o diferentes entre sf y cada vez que aparecen, son independientemente un grupo aromatico mono- o polinuclear; con la condicion de que al menos un Ar1 a Ar5 sea un resto aromatico que contiene al menos un grupo bifenileno, seleccionado del grupo que consiste en los que cumplen las siguientes formulas:

   imagen1

   en las que R se selecciona del grupo que consiste en:

   hidrogeno, halogeno, alquilo, alquenilo, alquinilo, arilo, eter, tioeter, acido carboxflico, ester, amida, imida, sulfonato de metal alcalino o alcalino-terreo, alquilsulfonato, fosfonato de metal alcalino o alcalino-terreo, alquilfosfonato, amina y amonio cuaternario y ky l, iguales o diferentes entre sf, son independientemente 0, 1, 2, 3 o 4, y

   cada uno de T, iguales o diferentes entre sf, es un enlace o un grupo divalente que comprende opcionalmente uno o mas de un heteroatomo;

   n y m, iguales o diferentes entre sf, son independientemente cero o un entero de 1 a 5.
2. 2. El metodo de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que se usa un agente de nucleacion en la etapa 1, en una cantidad de aproximadamente el 0,1 al 5% en peso basado en el peso total de la composicion (FP).
3. 3. El metodo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, en el que la espumacion en la etapa 2, se realiza mediante una tecnica de espumacion seleccionada de un grupo que consiste en procesos de celda de presion, procesos de autoclave, procesos de extrusion, procesos de inyeccion directa (Variotherm) y espumacion en lecho.
4. 4. El metodo de acuerdo con la reivindicacion 3, en el que se usa un agente de soplado en la etapa 2, en una cantidad del 1 al 15% en peso basado en el peso total de la composicion (FP).
5. 5. El metodo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el moldeo del material de espuma (P) en la etapa 3, se realiza por un proceso de termoformado seleccionado de un grupo que consiste en formacion al vado, formacion a presion, formacion en molde acoplado y procesos de termoformado de lamina doble.
6. 6. El metodo de acuerdo con la reivindicacion 5, en el que el proceso de termoformado se realiza en cuatro etapas:

   (i) preformacion del material de espuma (P) bajo el efecto de calentamiento (es decir, la etapa de precalentamiento),

   (ii) formacion del artfculo espumado termoformado manteniendo el material de espuma (P) contra un molde a un diferencial de presion y calentamiento (es decir, la etapa de formacion), (iii) enfriamiento del artfculo espumado termoformado en el molde (es decir, la etapa de enfriamiento), (iv) recorte del artfculo espumado termoformado (es decir, la etapa de recorte).
7. 7. El metodo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 5 o 6, en el que el proceso de termoformado es un proceso de formacion al vado.

   5

   10

   15

   20

   25
8. 8. El metodo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 6 o 7, en el que el material de espuma (P) se precalienta en la etapa de precalentamiento (i) hasta una temperatura de al menos 200°C y durante un intervalo de tiempo de al menos 10 min.
9. 9. El metodo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8, en el que el material de espuma (P) en la etapa de formacion (ii) se mantiene contra un molde de temperatura controlada a un diferencial de presion en el que dicha presion es de al menos 2 pulgadas de Hg (6,77 kPa), estando el diferencial de presion preferiblemente en forma de un vado.
10. 10. El metodo de acuerdo con la reivindicacion 9, en el que el vado se aplica en una fase y se proporciona desde la presion atmosferica hasta un nivel 1 de presion de vado maxima [vado (1)] de al menos 5 pulgadas de Hg (16,96 kPa) y una tasa de vado de al menos 2 pulgadas de Hg (6,77 kPa)/min.
11. 11. El metodo de acuerdo con la reivindicacion 9, en el que el vado se aplica en dos fases, en el que en la primera fase, el vado se proporciona desde la presion atmosferica hasta un nivel 2 de presion de vado [vado (2)] de al menos 1 pulgada de Hg (3,38 kPa) y a una tasa de vado de al menos 0,2 pulgadas de Hg (677 Pa)/min y en una segunda fase, el vado se mantiene adicionalmente constante a vado (2), o se aumenta continuamente hasta un nivel 3 de vado maximo [vado (3)] de al menos 5 pulgadas de Hg (16,96 kPa) o se aumenta de un modo por etapas hasta el vado (3).
12. 12. Un artfculo termoformado preparado de acuerdo con el metodo de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11.
13. 13. El artfculo termoformado de acuerdo con la reivindicacion 12, en el que dicho artfculo es un componente estructural de aviones, un dispositivo electronico movil, un dispositivo medico, un material de construccion o un enser domestico.