ES2619358T3 - Artículos expandidos térmicamente aislantes y composiciones para la preparación de los mismos - Google Patents

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Abstract

Artículos expandidos térmicamente aislantes, que tienen una densidad que varía de 5 a 50 g/l, obtenibles a partir de composiciones de partículas de polímeros vinil aromáticos expandibles que comprenden: a. 10-90 % en peso de perlas/gránulos de polímero vinil aromático expandible pigmentado por medio de un material atérmano que comprende de 0,05 a 25 % en peso de coque en forma de partículas con un diámetro medio de partículas (dimensión) que varía de 0,5 a 100 μm, y una superficie específica, medida según la norma ASTM D-3037-89 (BET), que varía de 5 a 50 m2/g; b. 90-10 % en peso de perlas/gránulos de polímero vinil aromático expandible esencialmente blanco.

Description

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DESCRIPCION
Artfculos expandidos termicamente aislantes y composiciones para la preparacion de los mismos
La presente invencion se refiere a artfculos expandidos termicamente aislantes y a composiciones para su preparacion.
Mas espedficamente, la presente invencion se refiere a artfculos expandidos termicamente aislantes preparados a partir de polfmeros vinil aromaticos expandibles y a las composiciones de artfculos expandibles/expandidos adecuadas para su preparacion.
Aun mas espedficamente, la presente invencion se refiere a artfculos expandidos compuestos de polfmeros vinil aromaticos que tienen densidades que vanan de 5 a 50 g/l, preferiblemente de 10 a 25 g/l, que tienen excelentes propiedades de aislamiento termico, expresado por una conductividad termica que vana de 25 a 50 mW/mK, preferiblemente de 30 a 45 mW/mK, que generalmente es como media incluso mas de 10 % menor con respecto a la de artfculos expandidos equivalentes obtenidos a partir de materiales sin cargas disponibles actualmente en el mercado, por ejemplo, EXTIR A-5000 de Polimeri Europa S.p.A. Estos artfculos demuestran ser extremadamente estables a las deformaciones inducidas por exposicion a radiaciones solares.
Todas las condiciones citadas en la descripcion se consideraran condiciones preferidas, incluso si no se indica de forma expresa.
Los polfmeros vinil aromaticos expandibles y, entre estos, en particular, el poliestireno expandible (EPS), son productos conocidos, usados desde hace tiempo para preparar artfculos expandidos que pueden adoptarse en varias areas de aplicacion, entre las cuales, una de las mas importantes es el aislamiento termico.
Estos productos expandidos se obtienen hinchando primero los granulos de polfmero, en un entorno cerrado, impregnado con un fluido expandible, por ejemplo, un compuesto hidrocarbonado alifatico tal como pentano o hexano, y moldeando a continuacion las parttculas hinchadas contenidas en el interior del molde, por medio del efecto contemporaneo de presion y temperatura. El hinchamiento de las partfculas se efectua por lo general con vapor, u otro gas, mantenido a una temperatura ligeramente superior a la temperatura de transicion vftrea (Tg) del polfmero.
Un campo de aplicacion particular del poliestireno expandido es el del aislamiento termico en la industria de la construccion en la que se usa generalmente en forma de planchas planas. Las planchas de poliestireno expandido planas se usan normalmente con una densidad de aproximadamente 25-30 g/l ya que la conductividad termica del polfmero tiene un mmimo en estos valores. No resulta ventajoso caer por debajo de este lfmite, incluso si fuera tecnicamente posible, puesto que esto causa un aumento drastico en la conductividad termica de la plancha que debe ser compensado por un aumento en el grosor. Con el fin de evitar este inconveniente, se han propuesto sugerencias para llenar el polfmero con materiales atermanos tales como grafito, negro de carbon o aluminio en forma de polvo. Los materiales atermanos, dispersados en el producto final (plancha) son capaces, de hecho, de interaccionar con el flujo termico radiactivo, reduciendo su transmision y aumentando de este modo el aislamiento de los materiales expandidos en los que estan contenidos. De este modo, es posible preparar artfculos termicamente aislantes con una menor densidad tambien a 20 g/l sin tener reducciones en el aislamiento que deban compensarse con aumentos en el grosor.
Un inconveniente de artfculos termicamente aislantes, por ejemplo, realizados en poliestireno expandido, relleno con materiales atermanos, en particular con grafito y/o negro de carbon, es que cuando se exponen a la irradiacion solar, incluso durante un tiempo corto, tienen tendencia a deformarse puesto que las partfculas expandidas, de las cuales estan formados, tienden a colapsar.
El solicitante ha descubierto ahora que es posible preparar artfculos expandidos termicamente aislantes, partiendo de EPS modificado con un material atermano, que no tiene el efecto anterior, incluso si permanecen expuestos a radiacion solar tambien durante penodos de tiempo relativamente prolongados.
El documento DE 203 15 226 U1 describe aislar artfculos espumados que comprenden una mezcla de una pluralidad de partfculas de polfmero de estireno pigmentado y una pluralidad de partfculas de polfmero de estireno no pigmentado sinterizadas entre sf. El pigmento puede ser grafito o negro de carbon.
El documento WO 2007/023091 A1 describe un procedimiento para producir artfculos moldeados de espuma que comprende sinterizar partfculas de poliestireno preespumado en el que las partfculas de poliestireno espumado se revisten con un polfmero que comprende un compuesto atermano como grafito, negro de carbon o coque.
El documento EP 2 025 700 A1 describe un procedimiento para la produccion de perlas de poliestireno expandible que comprende la etapa de fundir la resina de poliestireno preformada e incorporar en la mezcla un sistema retardante de la llama, negro de carbon y un agente espumante.
El documento EP 0 620 246 A1 describe artfculos termicamente aislantes compuestos de partfculas espumadas de
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poliestireno sinterizado en el que las partfculas espumadas comprenden un material atermano, como grafito o negro de carbon, incorporar las partfculas no expandidas o recubrir las partfculas preespumadas.
Un objeto de la presente invencion se refiere por tanto a artfculos expandidos termicamente aislantes, que tienen una densidad que vana de 5 a 50 g/l, preferiblemente de 10 a 25 g/l, que pueden obtenerse a partir de composiciones de partfculas de polfmeros vinil aromaticos expandibles que comprenden:
a. 10-90 % en peso, preferiblemente 20-80 %, de perlas/granulos de polfmero vinil aromatico expandible pigmentado
con un material atermano que comprende de 0,05 a 25 % en peso, preferiblemente de 0,5 a 15 %, de coque en forma de partfculas con un diametro medio de partfculas (tamano) que vana de 0,5 a 100 |im, preferiblemente de 2 a 20 |im, y una superficie espedfica, medida segun la norma ASTM D-3037-89 (BET), que vana de 5 a 50 m2/g, preferiblemente de 5 a 20 m2/g;
b. 90-10% en peso, preferiblemente 80-20%, de perlas/granulos de polfmero vinil aromatico expandible esencialmente blanco, es decir, tal como se descarga sustancialmente de los procedimientos de polimerizacion.
Otro objeto de la presente invencion se refiere a composiciones de perlas/granulos de polfmero vinil aromatico, adecuadas para ser usadas en la preparacion de artfculos expandidos termicamente aislantes, que comprenden:
a. 10-90 % en peso, preferiblemente 20-80 %, de perlas/granulos de polfmero vinil aromatico expandible/expandido pigmentado con un material atermano que comprende de 0,05 a 25 % en peso, preferiblemente de 0,5 a 15 %, de coque en forma de partfculas con un diametro medio de partfculas (tamano) que vana de 0,5 a 100 |im, preferiblemente de 2 a 20 |im, y una superficie espedfica, medida segun la norma ASTM D-3037-89 (BET), que vana de 5 a 50 m2/g, preferiblemente de 5 a 20 m2/g;
b. 90-10 % en peso, preferiblemente 80-20 %, de perlas/granulos de polfmero vinil aromatico expandible/expandido
esencialmente blanco.
El termino “polfmero vinil aromatico” tal como se usa en la presente memoria descriptiva y reivindicaciones, significa esencialmente un producto polimerico (polfmero y/o copolfmero) obtenido a partir de al menos de un monomero, que corresponde a la siguiente formula general:
imagen1
en la que R es un hidrogeno o un grupo metilo, n es cero o un numero entero que vana de 1 a 5 e Y es un halogeno, tal como cloro o bromo, o un radical alquilo o alcoxilo que tiene 1 a 4 atomos de carbono.
Ejemplos de monomeros vinil aromaticos que tienen la formula general identificada antes son: estireno, a- metilestireno, metilestireno, etilestireno, butilestireno, dimetilestireno, mono-, di-, tri-, tetra- y penta-cloroestireno, bromo-estireno, metoxiestireno, acetoxiestireno, etc. Monomeros vinil aromaticos preferidos son estireno y a- metilestireno.
Los monomeros vinil aromaticos que tienen la formula general (I) pueden usarse solos o mezclados hasta en un 50 % en peso con otros monomeros co-polimerizables. Ejemplos de tales monomeros son a-metilestireno, acido (met)acnlico, alquilesteres C1-C4 de acido (met)acnlico tales como acrilato de metilo, metacrilato de metilo, acrilato de etilo, metacrilato de etilo, acrilato de isopropilo, acrilato de butilo, amidas y nitrilos de acido (met)acnlico tales como acrilamida, metacrilamida, acrilonitrilo, metacrilonitrilo, butadieno, etileno, divinil benceno, anddrido maleico, etc. Monomeros co-polimerizables preferidos son a-metilestireno, acrilonitrilo y metacrilato de metilo.
El termino “perlas/granulos” de polfmero vinil aromatico, tal como se usa en la presente memoria descriptiva y reivindicaciones, se refiere esencialmente a la estructura morfologica o forma del polfmero vinil aromatico usado para preparar los artfculos expandidos termicamente aislantes, objeto de la presente invencion, tanto antes como despues de la expansion.
En particular, el termino “perlas” se refiere esencialmente a la forma del polfmero vinil aromatico que se obtiene fundamentalmente de un procedimiento de preparacion en suspension, que comprende la posible disolucion/dispersion de carga atermana, y posiblemente otros aditivos, en el monomero vinil aromatico, tal como se ha definido antes, y la posterior suspension en agua de la mezcla monomerica seguida de polimerizacion en
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presencia de todos los aditivos de polimerizacion, conocidos por los expertos en la tecnica, entre los cuales esta el agente de expansion. Las “perlas” asf obtenidas tienen forma sustancialmente esferica, tanto antes como despues de la expansion.
El termino “granulo” se refiere esencialmente a la forma del polfmero vinil aromatico que se obtiene fundamentalmente de un procedimiento de preparacion por extrusion directa, es decir, alimentando una mezcla de granulos de poKmero vinil aromatico, agente de expansion y otros aditivos, por ejemplo, la carga atermana (como tal o en forma de lote maestro), directamente a una extrusora. Como alternativa, el polfmero puede obtenerse ya en estado fundido de una planta de polimerizacion, anadir seguidamente los aditivos y el agente de expansion. La mezcla relativa se hace pasar a traves de una boquilla para la preparacion del granulos. Estos ultimos son de una forma sustancialmente esferoidal, en particular antes de la expansion, caracterizados por un factor de forma SF,
SF = 36tcV2/A3
donde V es el volumen de la partfcula expandible de material compuesto y A es el area de la superficie correspondiente, que vana de 0,60 a 0,99, preferiblemente de 0,70 a 0,98.
De acuerdo con la presente invencion, los artfculos expandidos termicamente aislantes y las composiciones relativas para su preparacion estan caracterizados por que contienen de 10 a 90 % en peso de perlas/granulos de polfmero vinil aromatico expandible/expandido que contienen un material atermano que comprende coque en forma de partfculas.
El coque esta disponible como un polvo finamente dividido con un diametro de partfculas de polvo (MT50) que vana de 0,5 a 100 pm, preferiblemente de 2 a 20 pm y una superficie espedfica, medida segun la norma ASTM D-3037- 89 (BET), que vana de 5 a 50 m2/g, preferiblemente de 5 a 20 m2/g. La dimension (MT50) se mide con un granulometro laser y es el diametro que corresponde a 50 % en peso de partfculas que tienen un diametro menor y
50 % en peso de partfculas que tienen un diametro mayor.
El coque se produce de este modo por la pirolisis de material organico y se hace pasar al menos a traves de un estado lfquido o lfquido-cristalino durante el procedimiento de carbonizacion.
El material de partida organico es preferiblemente petroleo, carbon o lignito.
El coque usado en la preparacion de las composiciones polimericas en granulos, objeto de la presente invencion, es mas preferiblemente el producto de carbonizacion de la fraccion de compuestos hidrocarbonados de alto punto de ebullicion procedentes de la destilacion de petroleo, conocidos convencionalmente como fraccion residual pesada. En particular, el coque se obtiene de la coquizacion de la fraccion residual pesada, una operacion llevada a cabo a temperatura elevada que nuevamente produce algunas fracciones ligeras y un solido (coque de petroleo). El coque de petroleo asf obtenido se calcina a una temperatura que oscila entre 1000 y 1600 °C (coque calcinado).
51 se usa una fraccion residual pesada rica en componentes aromaticos, se produce coque despues de la calcinacion a 1800 y 2200 °C con una estructura cristalina acicular (coque acicular).
Mas informacion sobre el coque, los metodos de produccion y caracterizacion de las diferentes calidades comercialmente disponibles (coque verde, coque de brea procedente del carbon, coque retardado, coque fluido, coque acicular, coque de alta calidad, coque calcinado, granalla, esponjoso) estan disponibles en lmea, en la pagina web goldbook.iupuac.org o en Pure Appl. Chem., 1995, vol. 67, n° 3, paginas 473-506 “Recommended terminology for the description of carbon as a solid (IUPAC Recommendations 1995)”.
Segun la presente invencion, la carga atermana de coque anadida al polfmero vinil aromatico, puede comprender hasta un 5 % en peso, calculado con respecto al polfmero (a), por ejemplo, de 0,01 a 5 % en peso, preferiblemente de 0,05 a 4,5%, de grafito y/o negro de carbon, respectivamente. El grafito, natural o sintetico, puede tener un diametro medio de partfculas (MT50) que vana de 0,5 a 50 pm, con una superficie espedfica que vana de 5 a 50 m2/g. El negro de carbon puede tener un diametro medio de partfculas de 10 a 1000 nm, y una superficie espedfica que vana de 5 a 40 m2/g.
Segun la presente invencion, los artfculos expandidos termicamente aislantes y las composiciones relativas para su preparacion estan caracterizados por que contienen de 90 a 10 % en peso de perlas o granulos de polfmero vinil aromatico expandible/expandido esencialmente blanco, es decir, “como tal”. Por tanto, este es el producto que se obtiene directamente de la polimerizacion en suspension o en masa. Segun una forma de realizacion alternativa de la presente invencion, las perlas o granulos de polfmero vinil aromatico expandible/expandido de tipo (b) pueden contener tambien, ademas de los aditivos tradicionales, de 0,05 a 25 % en peso, preferiblemente de 0,5 a 10 %, de una carga mineral caracterizada por un mdice de refraccion mayor de 1,6, y un mdice de blancura, como se define en el “Colour Index” (tercera edicion publicada por “Society of Dyers and Colourists, 1982), <22, preferiblemente entre 21 y 5, tal como dioxido de titanio, sulfato de bario, siliconas, talco, carbonato de calcio, etc., con un diametro de partmulas (MT50) que vana de 0,1 a 50 pm.
Aditivos convencionales, usados por lo general con materiales tradicionales, tales como agentes estabilizadores,
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agentes de nucleacion, sistemas retardantes de la llama, agentes antiestaticos, agentes de desmoldeo, etc. pueden anadirse a las perlas o granulos de poKmero vinil aromatico expandible/expandido (a) y/o (b). En particular, las perlas/granulos pueden comprender un sistema retardante de la llama, que comprende de 0,1 a 8 %, con respecto al polfmero (a) y/o (b), de un aditivo bromado autoextinguible que contiene al menos 30 % en peso de bromo y de 0,05 a 2 % en peso, de nuevo con respecto al polfmero (a) y/o (b), de un producto sinergico que contiene al menos un enlace labil C-C u O-O. Ejemplos de aditivos bromados son compuestos alifaticos, cicloalifaticos, aromaticos bromados tales como hexabromociclododecano, pentabromomonoclorociclohexano, pentabromofenil alil eter, bis- tetrabromobisfenol-A alil eter, el ultimo conocido en el mercado como “chemtura BE51”, de Chemtura. Productos sinergicos que pueden usarse son peroxido de dicumilo, hidroperoxido de cumeno, 3,4-dimetil-3,4-difenil-hexano, 3,4-dimetil-3,4-difenil-butano, 3,6,9-trietil-3,6,9-trimetil-1,4,7-triperoxinonano.
Todos los aditivos, en particular, el sistema retardante de la llama, pueden anadirse solo al polfmero de perlas/granulos (a) o solo al polfmero de perlas/granulos (b).
Finalmente, las perlas o granulos de polfmero vinil aromatico expandible (a) y (b), segun la presente invencion, contienen de 1 a 10 % en peso de un aditivo expandible que se anade a la matriz polimerica, segun tecnicas bien conocidas por los expertos en la materia, durante los procesos de preparacion en suspension o en masa continua. Los agentes de expansion se seleccionan de compuestos hidrocarbonados alifaticos o cicloalifaticos que contienen de 3 a 6 atomos de carbono tales como n-pentano, iso-pentano, ciclopentano o mezclas de los mismos; derivados halogenados de compuestos hidrocarbonados alifaticos que contienen de 1 a 3 atomos de carbono tales como, por ejemplo, diclorodifluorometano, 1,2,2-trifluoroetano, 1,1,2-trifluoroetano; dioxido de carbono; agua; y alcohol etilico.
Los artfculos expandidos termicamente aislantes, objeto de la presente invencion, comprenden de 10 a 90% en peso, preferiblemente 20-80%, de partfculas expandidas sinterizadas (a) y 90-10% en peso, preferiblemente 8020 %, de partfculas expandidas sinterizadas (b). Estos tienen una densidad que vana de 5 a 50 g/l, preferiblemente de 10 a 25 g/l y estan caracterizados por una excelente capacidad de aislamiento termico expresada por una conductividad termica que vana de 25 a 50 mW/mK, preferiblemente 30 a 45 mW/mK, que generalmente es como media mas de un 10 % menor con respecto a la de los artfculos expandidos equivalentes obtenidos de materiales sin relleno actualmente en el mercado, por ejemplo, EXTIR A-5000 de Polimeri Europa S.p.A.
Gracias a estas caractensticas, pueden prepararse materiales termicamente aislantes con un ahorro significativo de material o, por ejemplo, pueden prepararse planchas con un menor grosor que las producidas con polfmeros sin carga tradicionales, con un consiguiente ahorro de espacio y producto.
Las perlas/granulos expandibles, tanto del tipo (a) como del tipo (b), usados para preparar los artfculos expandidos de la presente invencion, consisten en polfmeros y/o copolfmeros vinil aromaticos que tienen un peso molecular medio Mw que vana de 50000 a 300000, preferiblemente de 70000 a 220000. Las perlas pueden prepararse por medio de procesos de polimerizacion en suspension acuosa conocidos, por ejemplo, en Journal of Macromolecular Science, Review in Macromolecular Chemistry and Physics C31 (263) 215-299 (1991). De forma alternativa, los granulos pueden prepararse con procesos de extrusion o en masa continuos como se describe en la solicitud de patente internacional WO 03/53651.
Al finalizar la polimerizacion, ya sea en suspension o extrusion o en masa continua, se obtienen perlas/granulos sustancialmente esfericos de polfmero expandible, con un diametro medio que vana de 0,2 a 2 mm, preferiblemente de 1 a 1,5 mm, en los que la carga atermana, polfmeros (a), y la posible carga mineral, polfmeros (b), estan dispersados de forma homogenea.
A continuacion se proporcionan algunos ejemplos ilustrativos no limitantes para un mejor entendimiento de la presente invencion y para su realizacion.
EJEMPLO COMPARATIVO 1
Se carga una mezcla en un recipiente cerrado y agitado, que consiste en 150 partes en peso de agua, 0,2 partes de pirofosfato de sodio, 100 partes de estireno, 0,25 partes de terc-butilperoxi-2-etilhexanoato, 0,25 partes de perbenzoato de terc-butilo y 6 partes de Calcinated Coke 4357 comercializado por la comparna Asbury Graphite Mills Inc. (USA), que tiene un diametro de partfculas MT50 % de aproximadamente 5 |im, una superficie BET de aproximadamente 20 m2/g. A continuacion se anaden a esta mezcla 1 % de EBCD (hexabromociclododecano) y 0,3 % de DCP (peroxido de dicumilo). La mezcla se calienta bajo agitacion hasta 90 °C.
Despues de aproximadamente 2 horas a 90 °C, se anaden 4 partes de una solucion de polivinilpirrolidona al 10 %. La mezcla se calienta hasta 100 °C, todavfa bajo agitacion, durante otras 2 horas, se anaden 7 partes de una mezcla 70/30 de n-pentano e i-pentano, se calienta la mezcla completa durante otras 4 horas hasta 125 °C, luego se enfna y se descarga el lote.
Los granulos de polfmero expandible asf producidos se recuperan seguidamente y se lavan con agua desmineralizada que contiene 0,05 % de un agente tensioactivo no ionico consistente en un alcohol graso condensado con oxido de etileno y oxido de propileno, comercializado por Huntsman con el nombre comercial de Empilan 2638. Los granulos se secan a continuacion en una corriente de aire caliente, con la adicion de 0,02 % de
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un agente tensioactivo no ionico, un condensado de oxido de etileno y oxido de propileno en una base de glicerina comercializado por Dow (Voranol CP4755) y seguidamente se separa la fraccion con un diametro que vana de 1 a 1,5 mm.
Esta fraccion mostro representar el 40 %, siendo un 30 % la fraccion entre 0,5 y 1 mm, 15 % la fraccion entre 0,2 y 0,5 mm, y 15 % la fraccion gruesa, entre 1,5 y 3 mm.
Se anaden a continuacion a la fraccion de 1 a 1,5 mm 0,2 % de monoestearato de glicerol y 0,1 % de estearato de cinc.
El producto se preexpande con vapor a una temperatura de 100 °C, se deja madurar durante 1 dfa y se usa para el moldeo de bloques (con dimensiones de 1040 x 1030 x 550 mm).
Los bloques se cortaron seguidamente para preparar planchas planas cuya conductividad termica se midio. La conductividad termica, medida despues de 5 dfas de residencia en un horno a 70 °C, fue 31,0 mW/mK mientras que la de una plancha con una densidad igual (17 g/l), preparada con un producto de referencia tradicional (EXTIR A- 5000), fue 40 mW/mK.
Algunas planchas planas (dimensiones 1040x1030x40 mm) se expusieron al sol en Mantua en agosto durante 2 dfas. La temperatura de la superficie alcanzo los 90 °C conduciendo a la deformacion de la plancha (dimensiones 960x980x40 mm). Se tomaron muestras de prueba de una plancha para la prueba de comportamiento al fuego segun la normativa DIN 4102. Las muestras de prueba pasaron la prueba.
EJEMPLO COMPARATIVO 2
Se mezclan en una extrusora de doble husillo 68 partes de poliestireno N1782 producido por Polimeri Europa; 2 partes de etileno-bis-estereamida; 30 partes de Calcinated Coke 4357 usado en el Ejemplo comparativo 1. El producto extrudido se usa como lote maestro en la produccion de composiciones expandibles de la presente invencion ilustradas a continuacion.
Se alimentan a un reactor agitado 80 partes de etilbenceno, 699,6 partes de estireno, 50,2 partes de a-metilestireno y 0,2 partes de divinilbenceno.
Se alimentan al reactor y se disuelven (total: 1000 partes) 170 partes del lote maestro como se ha indicado antes. La reaccion se lleva a cabo a 125 °C con un tiempo de residencia medio de 2 horas. La composicion fluida en la salida se alimenta seguidamente a un segundo reactor en el que se completa la reaccion a 135 °C con un tiempo de residencia medio de 2 horas.
La composicion resultante, a la que en lo sucesivo se hace referencia como “Composicion (A)”, que tiene una conversion de 72 %, se calienta hasta 240 °C y seguidamente se alimenta al desvolatilizador para eliminar el disolvente y monomero residual. La composicion polimerica resultante esta caracterizada por una temperatura de transicion vftrea de 104 °C, un mdice de flujo del fundido (MFI 200 °C, 5 kg) de 8 g/10', un peso molecular Mw de 200000 g/mol y una relacion Mw/Mn de 2,8, donde Mw es el peso molecular promedio en peso y Mn es el peso molecular promedio en numero.
La Composicion (A) se alimenta, desde el desvolatilizador, a un intercambiador de calor para disminuir su temperatura hasta 170 °C.
Se alimentan a una segunda extrusora de doble husillo 126 partes de poliestireno N2982 producido por Polimeri Europa, 20,9 partes de BR-E 5300 (hexabromociclododecano estabilizado, comercializado por Chemtura) y 3,1 partes de Perkadox 30® (2,3-dimetil-2,3-difenilbutano), comercializado por Akzo Nobel, para un total de 150 partes (aditivo). Una bomba de engranajes aumenta la presion de alimentacion de este aditivo fundido hasta 260 bares manometricos. Se presurizan a continuacion 47 partes de una mezcla de n-pentano (75 %) e iso-pentano (25 %) y se inyectan en la alimentacion del aditivo. La mezcla se completa con el uso de mezcladores estaticos, a una temperatura de aproximadamente 190 °C. La composicion asf obtenida se describe a continuacion como “Composicion (B)”.
La Composicion (B) se anade a 850 partes de Composicion (A) que viene del intercambiador de calor. Los ingredientes se mezclan seguidamente por medio de elementos de mezclado estatico durante un tiempo de residencia medio calculado de 7 minutos. La composicion se distribuye entonces a la boquilla, en la que es extrudida a traves de una serie de orificios que tienen un diametro de 0,5 mm, se enfna inmediatamente con un chorro de agua y se corta con una serie de cuchilla giratorias (segun el procedimiento descrito en la patente de Estados Unidos 7.320.585).
La presion en la camara de granulacion es de 5 bares manometricos y la velocidad de cizallamiento se selecciona para obtener granulos que tengan un diametro medio de 1,2 mm. El agua se usa como lfquido de pulverizacion de enfriamiento y se usa nitrogeno como gas portador.
Los granulos resultantes se secan con una secadora centnfuga y luego se cubren con un revestimiento como en el
5
10
15
20
25
30
35
Ejemplo comparativo 1.
La expansion de los granulos y el moldeo se efectuaron como se describe en el Ejemplo comparativo 1. Se demostro que la conductividad termica era de 31 mW/mK a una densidad de 16 g/l.
Se expusieron algunas planchas planas (dimensiones 1040x1030x40 mm) al sol en Mantua en agosto durante 2 dfas. La temperatura de la superficie alcanzo 92 °C conduciendo a la deformacion de la plancha (dimensiones 940x960x40 mm). Se tomaron muestras de prueba de una plancha para la prueba de comportamiento al fuego segun la normativa DIN 4102. Las muestras de prueba pasaron la prueba.
EJEMPLO COMPARATIVO 3
Se repite el Ejemplo comparativo 1 pero sin anadir coque. Los bloques preparados con esta base se cortaron a continuacion para preparar planchas sobre las cuales se midio la conductividad termica. La conductividad termica medida despues de 5 dfas de residencia en un horno a 70 °C, fue 41 mW/mK a 15 g/l.
Se expusieron algunas planchas planas (dimensiones 1040x1030x40 mm) al sol en Mantua en agosto durante 2 dfas. La temperatura de la superficie alcanzo 35 °C sin que hubiera deformacion alguna de la plancha (las dimensiones permanecieron invariables en 1040x1030x40 mm).
EJEMPLO 1
Se preparan planchas mezclando 50 % en peso de perlas de poliestireno expandido preparado segun el Ejemplo comparativo 1 (6 % de coque) con 50 % en peso de perlas de poliestireno expandido preparado segun el Ejemplo comparativo 3.
La conductividad termica, medida despues de 5 dfas de residencia en un horno a 70 °C, fue 35 mW/mK a 16 g/l. Se expusieron algunas planchas planas (dimensiones 1040x1030x40 mm) al sol en Mantua en agosto durante 2 dfas. La temperatura de la superficie alcanzo 40 °C sin que hubiera deformacion alguna de la plancha (las dimensiones permanecieron invariables en 1040x1030x40 mm).
EJEMPLO 2
Se repitio el Ejemplo 1 pero usando 70 % en peso de perlas de poliestireno expandido preparado segun el Ejemplo comparativo 1. La conductividad termica, medida despues de 5 dfas de residencia en un horno a 70 °C, fue 33 mW/mK a 16 g/l. Se expusieron algunas planchas planas (dimensiones 1040x1030x40 mm) al sol en Mantua en agosto durante 2 dfas. La temperatura de la superficie alcanzo 45 °C sin que hubiera deformacion alguna de la plancha (las dimensiones permanecieron invariables en 1038x1029x40 mm).
EJEMPLO 3
Se repitio el Ejemplo 2 mezclando 30 % en peso de perlas expandidas preparadas segun el Ejemplo comparativo 3 con 70 % en peso de perlas expandidas preparadas segun el Ejemplo comparativo 2. La conductividad termica, medida despues de 5 dfas de residencia en un horno a 70 °C, fue 32,5 mW/mK a 16 g/l. Se expusieron algunas planchas planas (dimensiones 1040x1030x40 mm) al sol en Mantua en agosto durante 2 dfas. La temperatura de la superficie alcanzo 50 °C sin que hubiera deformacion alguna de la plancha (las dimensiones permanecieron invariables en 1037x1028x40 mm). Se tomaron muestras de prueba de una plancha para la prueba de comportamiento al fuego segun la normativa DIN 4102. Las muestras de prueba pasaron la prueba.

Claims (11)

  1. 5
    10
    15
    20
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    30
    35
    40
    REIVINDICACIONES
    1. Artmulos expandidos termicamente aislantes, que tienen una densidad que vana de 5 a 50 g/l, obtenibles a partir de composiciones de partmulas de poKmeros vinil aromaticos expandibles que comprenden:
    a. 10-90 % en peso de perlas/granulos de polfmero vinil aromatico expandible pigmentado por medio de un material atermano que comprende de 0,05 a 25 % en peso de coque en forma de partmulas con un diametro medio de partmulas (dimension) que vana de 0,5 a 100 |im, y una superficie espedfica, medida segun la norma ASTM D-3037-89 (BET), que vana de 5 a 50 m2/g;
    b. 90-10 % en peso de perlas/granulos de polfmero vinil aromatico expandible esencialmente blanco.
  2. 2. Artmulos expandidos segun la reivindicacion 1, en los que los granulos esencialmente blancos (b) contienen de 0,05 a 25 % en peso de una carga mineral caracterizada por un mdice de blancura menor de 22 y un tamano de partmulas de 0,1 a 50 |im.
  3. 3. Artmulos expandidos segun la reivindicacion 1 o 2, que comprenden un sistema retardante de la llama que comprende de 0,1 a 8 % en peso, con respecto al polfmero (a) y/o (b), de un aditivo autoextinguible bromado que contiene al menos 30 % en peso de bromo y de 0,02 a 2 % en peso, con respecto al polfmero (a) y/o (b) de un agente sinergico que contiene al menos un enlace debil C-C u O-O.
  4. 4. Composiciones de perlas/granulos de polfmero vinil aromatico, adecuadas para su uso en la preparacion de artmulos expandidos termicamente aislantes, que comprenden:
    a. 10-90% en peso de perlas/granulos de polfmero vinil aromatico expandible/expandido pigmentado con un material atermano que comprende de 0,05 a 25 % en peso de coque en forma de partmulas con un diametro medio de partmula (dimension) que vana de 0,5 a 100 |im y una superficie espedfica, medida segun la norma ASTM D- 3037-89 (BeT), que vana de 5 a 50 m2/g;
    b. 90-10 % en peso de perlas/granulos de polfmero vinil aromatico expandible/expandido esencialmente blanco.
  5. 5. Composiciones segun la reivindicacion 4, en las que las perlas/granulos esencialmente blancos (b) contienen de 0,05 a 25 % en peso de una carga mineral caracterizada por un mdice de blancura menor de 22 y un tamano de partmulas (dimension) de 0,1 a 50 |im.
  6. 6. Composiciones segun la reivindicacion 4 o 5, que comprenden un sistema retardante de la llama que incluye de 0,1 a 8 % en peso, con respecto al polfmero (a) y/o (b), de un aditivo autoextinguible bromado que contiene al menos 30 % en peso de bromo y de 0,02 a 2 % en peso, con respecto al polfmero (a) y/o (b) de un agente sinergico que contiene al menos un enlace debil C-C u O-O
  7. 7. Composiciones segun la reivindicacion 4, 5 o 6 en las que las perlas/granulos expandibles, tanto del tipo (a) como (b), consisten en polfmeros y copolfmeros vinil aromaticos que tienen un peso molecular medio Mw que vana de 50000 a 300000.
  8. 8. Composiciones segun cualquiera de las reivindicaciones 4 a 7, en las que las perlas/granulos expandibles son sustancialmente esfericos con un diametro medio que vana de 0,2 a 2 mm, en el interior de los cuales la carga atermana, los polfmeros (a) y la posible carga mineral, los polfmeros (b), estan dispersados de forma homogenea.
  9. 9. Artmulos y composiciones segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en los que el polfmero expandible de perlas/granulos (a) y el de perlas/granulos (b) se prepara en suspension, en extrusion o en masa.
  10. 10. Artmulos y composiciones segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en los que solo el polfmero expandible de perlas/granulos (a) contiene el sistema retardante de la llama.
  11. 11. Composicion segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en los que solo el polfmero expandible de perlas/granulos (b) contiene el sistema retardante de la llama.
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