ES2856924T3

ES2856924T3 - Espuma a base de polietileno sin reticular de alta temperatura y procedimientos de fabricación de la misma

Info

Publication number: ES2856924T3
Application number: ES15761735T
Authority: ES
Inventors: Debabrata Kundu
Original assignee: Hickory Springs Manufacturing Co
Current assignee: Hickory Springs Manufacturing Co
Priority date: 2014-03-10
Filing date: 2015-03-10
Publication date: 2021-09-28
Anticipated expiration: 2035-03-10
Also published as: EP3116948A1; US20190203007A1; CA2942265A1; MX2016011707A; US20220025141A1; WO2015138449A1; CA2942265C; EP3116948B1; US11161952B2; EP3116948A4; US20170073487A1

Abstract

Espuma a base de polietileno de baja densidad lineal de alta temperatura que consiste en: una resina de polietileno de baja densidad lineal (LLDPE) sin reticular que presenta una estructura de ramificación de cadena larga y un índice de fusión en el intervalo de 0.7 a 5.0 a 190ºC; y uno o más aditivos seleccionados de entre el grupo que consiste en retardantes de llama, pigmentos de color, agentes nucleantes, bloqueantes de difusión y agentes de expansión; en la que la espuma a base de LLDPE cumple con la norma ASTM C411 para el rendimiento en superficies calientes de aislamiento térmico de alta temperatura cuando se somete a prueba a 104ºC (220ºF).

Description

DESCRIPCIÓN

Espuma a base de polietileno sin reticular de alta temperatura y procedimientos de fabricación de la misma

Antecedentes

Las espumas a base de polímeros pueden presentar una variedad de aplicaciones diferentes. En una aplicación particular, determinadas espumas a base de polímeros se utilizan como aislamiento. Sin embargo, la aplicación específica en la que puede utilizarse espuma a base de polímero como aislamiento está generalmente limitada por la temperatura máxima de funcionamiento del material de espuma. Por ejemplo, el aislamiento de espuma de polietileno de baja densidad (LDPE) sin reticular solo está clasificado para su utilización a temperaturas de funcionamiento de aproximadamente 93°C (200°F) y, por tanto, no puede utilizarse como aislamiento en aplicaciones en las que las temperaturas máximas de funcionamiento sean superiores a 93°C (200°F).

Una aplicación específica en la que no puede utilizarse normalmente la espuma de LDPE sin reticular convencional debido a su temperatura máxima de funcionamiento más baja es en los sistemas HVAC. En algunos sistemas HVAC, las temperaturas de funcionamiento se elevan hasta que se encuentran en el intervalo de 104°C (220°F). Como resultado, la industria de HVAC generalmente ha debido depender de materiales distintos al aislamiento de espuma de LDPE sin reticular. Un material de este tipo que la industria de HVAC ha utilizado en lugar de la espuma de LDPE sin reticular es el aislamiento de espuma elastomérica de PVC-nitrilo, que presenta una temperatura máxima de funcionamiento de 104°C (220°F). Una desventaja principal del aislamiento de espuma elastomérica de PVC-nitrilo es que el coste de este material es aproximadamente de 3 a 5 veces mayor que el del aislamiento de espuma de LDPe sin reticular.

Debido a que el aislamiento de espuma a base de polietileno presenta el potencial de ser drásticamente menos costoso que, por ejemplo, el aislamiento de espuma elastomérica de PVC-nitrilo, sería deseable identificar otros materiales de polietileno que pueden espumarse y asimismo proporcionan un material de aislamiento que presenta una temperatura máxima de funcionamiento de 104°C (220°F) o mayor. Sin embargo, hasta la fecha, los esfuerzos para lograr ambos objetivos no han tenido éxito. Por ejemplo, es conocido que las resinas de polietileno de alta densidad (HDPE) y polietileno lineal de baja densidad (LLDPE) presentan temperaturas de fusión más altas que las resinas de LDPE, pero los esfuerzos para producir espumas a partir de estos materiales de resina de polietileno han fracasado generalmente debido a que las resinas de HDPE y LLDPE carecen de la estructura molecular ramificada larga y la resistencia en estado fundido que se requiere generalmente para formar un material de espuma que presenta la temperatura máxima de funcionamiento deseada.

Sumario

El presente sumario se proporciona para presentar una selección de conceptos en forma simplificada que se describen adicionalmente a continuación en la descripción detallada. Este sumario, y los antecedentes anteriores, no están destinados a identificar aspectos clave o aspectos esenciales del contenido reivindicado. Además, este sumario no está destinado a su utilización como ayuda para determinar el alcance del contenido reivindicado.

La presente solicitud se refiere a espumas a base de LLPDE que presentan una temperatura máxima de funcionamiento de aproximadamente 104°C (220°F), y a procedimientos de fabricación de aislamiento de espuma a partir de resinas de LLDPE.

La espuma a base de LLDPE presenta una temperatura máxima de funcionamiento de aproximadamente 104°C (220°F) y preferentemente una densidad en el intervalo de desde 9.6 hasta 160.2 kg/m3 (de 0.6 a 10.0 lb/ft3). La espuma de LLDPE cumple con la norma ASTM C411 para determinar el rendimiento en superficies calientes de aislamiento térmico de alta temperatura cuando se somete a prueba a 104°C (220°F). En algunas formas de realización, se logra una clasificación de 25/50 cuando se somete a prueba mediante la norma ASTM E 84 para determinar las características de combustión de superficies de materiales de construcción.

Los procedimientos de fabricación de espumas a base de LLDPE incluyen generalmente una etapa en la que un material de resina de LLDPE se procesa para crear una estructura molecular de ramificación larga en la resina de LLDPE y aumentar la resistencia en estado fundido de la resina de LLDPE. Mediante la creación de una estructura molecular de ramificación larga y aumentando la resistencia en estado fundido de la resina de LLDPE, la resina de LLDPE deviene espumable y puede fabricarse para proporcionar un aislamiento de espuma que presenta una temperatura máxima de funcionamiento que excede la de, por ejemplo, la espuma de polietileno de baja densidad.

Además de proporcionar una espuma a base de polietileno que presenta una temperatura máxima de funcionamiento de aproximadamente 104°C (220°F), la espuma de LLDPE descrita en la presente memoria es más blanda y puede estirarse más que el aislamiento de espuma de polietileno de baja densidad y del 30 al 50% menos costosa que el aislamiento de espuma elastomérica de PVC-nitrilo. La espuma de LLDPE asimismo es reciclable, mientras que el aislamiento de espuma elastomérica de PVC-nitrilo no lo es. Aún más, la espuma de LLDPE es más tenaz y presenta una mayor resistencia a la perforación que algunas espumas convencionales (por ejemplo, es más difícil de rasgar y perforar que algunas espumas convencionales y presenta una mayor elongación antes de la rotura que algunas espumas convencionales).

Breve descripción de los dibujos

Las formas de realización no limitativas y no exhaustivas del procedimiento y los sistemas dados a conocer en la presente memoria se describen haciendo referencia a las siguientes figuras, en las que los números de referencia similares se refieren a partes similares en las diversas vistas a menos que se especifique lo contrario.

La figura 1 es un diagrama de flujo que ilustra un procedimiento para fabricar un aislamiento de espuma de polietileno de alta temperatura según diversas formas de realización descritas en la presente memoria; y

La figura 2 es un diagrama de flujo que ilustra un procedimiento para fabricar un aislamiento de espuma de polietileno de alta temperatura según diversas formas de realización descritas en la presente memoria.

Descripción detallada

Se describe una espuma de polietileno lineal de baja densidad de alta temperatura. La espuma de polietileno lineal de baja densidad puede presentar una temperatura máxima de funcionamiento de aproximadamente 104°C (220°F). Además, la espuma de polietileno lineal de baja densidad puede presentar una densidad en el intervalo de desde 9.6 hasta 160.2 kg/m3 (de 0.6 a 10.0 Ibs/ft3). La espuma de polietileno lineal de baja densidad cumple con la norma ASTM C411 para determinar el rendimiento en superficies calientes de aislamiento térmico de alta temperatura cuando se somete a prueba a temperaturas hasta 104°C (220°F). En algunas formas de realización, la espuma de polietileno lineal de baja densidad presenta una clasificación de llama/humo de 25/50 cuando se somete a prueba según el método de prueba de la norma ASTM E 84 para determinar las características de combustión de superficies de materiales de construcción.

La espuma de LLDPE comprende una resina de LLDPE que se procesa antes de someterla a un procedimiento de espumación para crear una estructura molecular de ramificación larga en la resina de LLDPE. En términos generales, la resina de LLDPE no procesada presenta una estructura lineal con varias ramificaciones cortas. La creación de una estructura molecular de ramificación larga en la resina de LLDPE da como resultado generalmente el LLDPE que presenta una resistencia en estado fundido mejorada. En algunas formas de realización, la estructura molecular de ramificación larga creada en la resina de LLPDE no da como resultado la resina de LLDPE que pierde sus propiedades termoplásticas. Las propiedades termoplásticas del LLDPE se retienen después de la creación de una estructura molecular de ramificación larga en la resina de LLDPE impidiendo la reticulación entre las ramificaciones del LLDPE. La resina de LLDPE procesada para presentar una estructura molecular de ramificación larga está libre de reticulación, y puede denominarse resina de LLDPE sin reticular.

Puede utilizarse cualquier resina de LLDPE adecuada como la base para la espuma de LLDPE. En algunas formas de realización, la espuma de polietileno lineal de baja densidad se prepara a partir de una resina de LLDPE que presenta una alta temperatura de fusión. En algunas formas de realización, la resina de LLDPE se selecciona de entre las resinas de LLDPE que presentan una temperatura de fusión de alrededor de 124°C (255°F). La resina de LLDPE se selecciona de entre las resinas de LLDPE que presentan un índice de fusión en el intervalo de desde 15 hasta 25 a 190°C. Pueden obtenerse resinas de LLDPE adecuadas desde distintos fabricantes, incluyendo, pero sin limitarse a, ExxonMobil Chemical Company de Houston, TX y Dow Chemical Company de Midland, MI.

La espuma de LLDPE descrita en la presente memoria puede incluir aditivos además de la resina de LLDPE procesada. Estos aditivos se seleccionan de los grupos que consisten en retardantes de la llama, pigmentos de color, agentes nucleantes, bloqueantes de difusión, agentes de expansión (“blowing agents”) y cualquier combinación de los mismos.

La espuma de polietileno lineal de baja densidad puede presentar una temperatura máxima de funcionamiento de aproximadamente 104°C (220°F). La temperatura máxima de funcionamiento, tal como se describe mediante la presente solicitud, es la temperatura máxima a la que puede exponerse el material durante 96 horas o más mientras que presenta menos del 5% de contracción lineal al cabo de 96 horas. La temperatura máxima de funcionamiento se relaciona generalmente con la norma ASTM C411 para determinar el rendimiento en superficies calientes de aislamiento térmico de alta temperatura (que se expone con mayor detalle a continuación), que somete a prueba aislamiento de espuma de tuberías para determinar el alabeo y otros cambios cualitativos en las propiedades físicas del aislamiento de espuma. Mientras que la norma ASTM C411 es específica para el aislamiento de espuma de tuberías, la temperatura máxima de funcionamiento descrita en la presente memoria se aplica a la espuma de LLDPE sin importar la forma y aplicación específica para la que se utilizan.

En algunas formas de realización, la espuma de LLDPE descrita en la presente memoria supera las normas para temperatura máxima de funcionamiento y/o la norma ASTM C411. En algunas formas de realización, la espuma de LLDPE presenta menos de 3% de contracción lineal cuando se somete a una temperatura de 104°C (220°F) durante 96 horas o más. En algunas formas de realización, la espuma de LLDPE presenta menos de 0.7% de contracción lineal cuando se somete a una temperatura de 104°C (220°F) durante 96 horas o más. En algunas formas de realización, la espuma de LLDPE presenta menos de 5% de contracción lineal incluso cuando se expone a temperaturas de hasta 104°C (220°F) durante más de 96 horas, tales como más de 637 horas. De manera adicional, la espuma de LLDPE descrita en la presente memoria puede no presentar o puede presentar un agrietamiento, una deslaminación y/o un alabeo limitados cuando se expone a temperaturas de l04°C (220°F) durante 96 horas o más. En algunas formas de realización, la espuma de LLDPE descrita en este caso no presenta agrietamiento cuando se expone a una temperatura de 104°C (220°F) durante 96 horas.

La espuma de polietileno lineal de baja densidad que presenta una temperatura máxima de funcionamiento de aproximadamente 104°C (220°F) hace que la espuma de polietileno de baja densidad lineal sea adecuada para las aplicaciones de aislamiento que requieren una mayor temperatura de funcionamiento que la proporcionada, por ejemplo, por el aislamiento de LDPE.

La espuma de LLDPE puede presentar una densidad en el intervalo de desde 9.6 hasta 160.2 kg/m3 (de 0.6 a 10.0 lb/ft3), tal como en el intervalo de desde 16.0 hasta 64.1 kg/m3 (de 1.0 a 4.0 lb/ft3), o incluso en el intervalo de 16.0 a 32.0 kg/m3 (de 1.0 a 2.0 Ibs/ft3). En algunas formas de realización, la espuma de LLDPE descrita en la presente memoria presenta un valor de R similar o idéntico al valor de R presentado por el aislamiento de espuma elastomérica de PVC-nitrilo y/o el aislamiento de espuma de LDPE.

En algunas formas de realización, la espuma de LLDPE descrita en la presente memoria es totalmente reciclable. La espuma de LLDPE puede reciclarse debido a la retención, por parte de la espuma de LLDPE, de por lo menos las propiedades termoplásticas, en vez de su conversión en una termoestable durante el procedimiento de fabricación de una espuma a partir de la resina de LLDPE inicial. La espuma de LLDPE se considera totalmente reciclable ya que puede fundirse para proporcionar un material fundido que puede reutilizarse en una variedad de maneras diferentes. La capacidad para reciclar la espuma de LLDPE es una ventaja con respecto a otros materiales de aislamiento de espuma que no son reciclables, tal como aislamiento de espuma elastomérica de PVC-nitrilo.

En algunas formas de realización, la espuma de LLDPE asimismo presenta una tenacidad mejorada en comparación con otros materiales de aislamiento de espuma, tal como un aislamiento de espuma elastomérica de PVC-nitrilo. La tenacidad de la espuma de LLDPE se manifiesta, por ejemplo, por un mayor alargamiento antes de la rotura que el que presenta el aislamiento de espuma elastomérica de PVC-nitrilo. La tenacidad de la espuma de LLDPE asimismo se manifiesta por una mayor resistencia al desgarro que el aislamiento de espuma elastomérica de PVC-nitrilo. La espuma de LLDPE asimismo presenta una mayor resistencia a la perforación en comparación con, por ejemplo, la espuma elastomérica de PVC-nitrilo.

La espuma de LLDPE descrita en la presente memoria cumple con la norma ASTM C411 para determinar el rendimiento en superficies calientes del aislamiento de tuberías de espuma térmica de alta temperatura cuando se somete a prueba a 104°C (220°F). La prueba de ASTM C411 requiere que el material de espuma de LLDPE se aplique a una superficie calentada a una temperatura específica durante un período de tiempo específico y luego se revise el material en busca de defectos tales como agrietamiento, deslaminación, alabeo, ignición, incandescencia, combustión sin llama y/o producción de humo después de completarse la prueba. Para cumplir con la norma ASTM C411, el aislamiento de espuma debe presentar poco o ningún agrietamiento, deslaminación, alabeo, ignición, incandescencia, combustión sin llama y/o producción de humo a lo largo del período de prueba de por lo menos 96 horas. La espuma de LLDPE descrita en la presente memoria cumple con estos criterios y, de manera adicional, presenta menos de 5% de contracción lineal (relacionada con la norma ASTM C 534) cuando se somete a prueba mediante el procedimiento de ASTM C 411 a una temperatura de aproximadamente 104°C (220°F).

En algunas formas de realización, la espuma de LLDPE descrita en la presente memoria presenta una clasificación de 25/50 (propagación de llama/desarrollo de humo) cuando se somete a prueba mediante el método de prueba de la norma ASTM E84 para determinar las características de combustión de superficies de materiales de construcción. La prueba de ASTM E84 mide generalmente la propagación de llama en superficies y la densidad de humo de un material en comparación con las características de combustión de superficies de las superficies de roble rojo de grado selecto (clasificación 100) y tablero de fibrocemento (clasificación 0) en condiciones específicas de exposición al fuego.

Haciendo referencia a la figura 1, un procedimiento 100 para fabricar una espuma de LLDPE de alta temperatura incluye una etapa 110 de procesamiento de la resina de LLDPE para crear una estructura molecular ramificada larga en el LLDPE y una etapa 120 de fabricación de una espuma utilizando la resina de LLDPE procesada.

En la etapa 110, una resina de LLDPE se procesa para crear una estructura molecular ramificada larga en el LLDPE. En términos generales, la resina de LLDPE no procesada presenta una estructura lineal con varias ramificaciones cortas. El procesamiento de la resina de LLDPE para presentar una estructura molecular de ramificación larga ayuda a mejorar la resistencia en estado fundido de la resina de LLDPE. Por tanto, el procesamiento de la etapa 110 puede considerarse como una etapa de procesamiento para mejorar la resistencia en estado fundido de la resina de LLDPE.

La resina de LLDPE utilizada en la etapa de procesamiento 110 puede ser cualquier material de resina de LLDPE que presente una temperatura de fusión y un índice de fusión adecuados. En algunas formas de realización, la resina de LLDPE se selecciona de entre las resinas de LLDPE que presentan una temperatura de fusión de aproximadamente 124°C (255°F). La resina de LLDPE se selecciona de entre resinas de LLDPE que presentan un índice de fusión en el intervalo de desde 15 hasta 25 a 190°C. La resina de LLDPE se proporciona normalmente en forma de gránulo. Puede obtenerse la resina de LLDPE desde distintos fabricantes, incluyendo, pero sin limitarse a, ExxonMobil Chemical Company de Houston, TX y Dow Chemical Company de Midland, MI.

En la etapa 110, la resina de LLDPE se procesa para crear una estructura molecular de ramificación larga en la resina de LLDPE y/o mejorar la resistencia en estado fundido de la resina de LLDPE. Puede utilizarse cualquier procedimiento de creación de una estructura molecular de ramificación larga en la resina de LLDPE o mejora de la resistencia en estado fundido, siempre que la etapa de procesamiento asimismo retenga la propiedad termoplástica de la resina de LLDPE. Una etapa de procesamiento que crea una estructura molecular de ramificación larga en la resina de LLDPE y/o mejora la resistencia en estado fundido de la resina de LLDPE, pero asimismo da como resultado la creación de geles y la reticulación, no es adecuada como la etapa de procesamiento, ya que la resina de LLDPE procesada no seguirá siendo termoplástica y, como tal, no puede comprimirse con un equipo convencional utilizado para espumar LDPE sin reticular.

La etapa de procesamiento 110 se lleva a cabo en el LLDPE para disminuir el índice de fusión de la resina de LLDPE. La etapa de procesamiento 110 se lleva a cabo en una resina de LLDPE que presenta un índice de fusión en el intervalo de desde 15 hasta 25 a 190°C y se lleva a cabo hasta que el índice de fusión de la resina de LLDPE se reduce hasta que se encuentra en el intervalo de 0.7 a 5.0 a 190°C.

En algunas formas de realización, el procesamiento de la resina de LLDPE se lleva a cabo utilizando un procedimiento de irradiación. El procedimiento de irradiación puede llevarse a cabo utilizando tecnología de haz de electrones, que generalmente no requiere aditivos y evita la generación de subproductos peligrosos. La irradiación por haz de electrones asimismo requiere normalmente un tiempo de exposición mínimo y es energéticamente eficiente. La irradiación por haz de electrones asimismo puede llevarse a cabo para evitar la reticulación química.

En la etapa 120, la resina de LLDPE procesada que presenta una estructura molecular de ramificación larga se utiliza en un procedimiento de fabricación de espuma. Puede utilizarse cualquier procedimiento de fabricación de espuma y equipo adecuado para su utilización en la fabricación de LDPE sin reticular. Haciendo referencia a la figura 2, un procedimiento de fabricación de espuma 200 puede incluir una etapa 210 de mezclar la resina de LLDPE procesada con aditivos para formar una mezcla seca, una etapa 220 de calentar y mezclar la mezcla seca en una extrusora para formar una masa fundida homogénea, una etapa 230 de inyectar un agente de expansión en la masa fundida homogénea, una etapa 240 de continuar haciendo pasar la masa fundida homogénea a través de la extrusora, una etapa 250 de enfriar la masa fundida homogénea y una etapa 260 de hacer pasar la masa fundida homogénea a través de una hilera.

En la etapa 210, la resina de LLDPE procesada se mezcla con aditivos. El mezclado de los materiales puede lograrse, por ejemplo, introduciendo la resina de LLDPE procesada y los aditivos en la zona de alimentación de una extrusora. En términos generales, la resina de LLDPE procesada y los aditivos están ambos en forma de gránulos cuando se mezclan juntos.

Los aditivos añadidos y mezclados con la resina de LLDPE procesada son preferentemente un agente nucleante y un bloqueante de difusión. El agente nucleante puede utilizarse para iniciar la formación de burbujas en la espuma y controlar el tamaño de las células en el producto de espuma. El bloqueante de difusión puede utilizarse para impedir que las células del producto de espuma colapsen. En la etapa 210 puede utilizarse cualquier agente nucleante y bloqueante de difusión adecuado. En la etapa 210 asimismo pueden utilizarse retardantes de llama y pigmentos de color, y los aditivos pueden utilizarse en cualquier combinación.

En la etapa 220, la mezcla seca de la resina de LLDPE procesada y los aditivos se calientan y mezclan dentro de una extrusora hasta que se forma una masa fundida homogénea. El calentamiento y la mezcla se llevan a cabo utilizando componentes de la extrusora. La extrusora utilizada en el procedimiento descrito en la presente memoria puede ser cualquier tipo de extrusora adecuada para su utilización en la fabricación de espumas poliméricas. La extrusora puede ser una extrusora de un solo husillo, una extrusora en tándem o una extrusora de doble husillo, entre otras.

Tal como se expone con mayor detalle anteriormente, la masa fundida producida en la etapa 220 presenta una resistencia en estado fundido mejorada gracias a que la resina de LLDPE se ha procesado para proporcionar una estructura molecular ramificada larga.

En la etapa 230, se inyecta un agente de expansión en la masa fundida homogénea. La inyección del agente de expansión se produce dentro de la extrusora. El agente de expansión puede inyectarse en la masa fundida homogénea utilizando un sistema de dosificación de alta presión que es capaz de superar la presión de la masa fundida homogénea dentro de la extrusora. Puede utilizarse cualquier agente de expansión adecuado para su utilización en la fabricación de materiales de espuma conocido por los expertos en la materia. En algunas formas de realización, el agente de expansión es isobuteno, n-butano, isopentano, pentano, dióxido de carbono, nitrógeno, HFC, HFO, hexafluoruro de azufre o cualquier combinación de los mismos.

Después de la inyección del agente de expansión, la masa fundida homogénea continúa haciéndose pasar a través de la extrusora en la etapa 240. Durante este tiempo, se aumenta la temperatura de la masa fundida homogénea. Generalmente, la temperatura aumenta generalmente debido a las fuerzas combinadas de cizallamiento y compresión aplicadas a la masa fundida homogénea por los husillos giratorios de la extrusora.

En la etapa 250, la masa fundida homogénea se enfría antes de espumarse. La masa fundida homogénea puede enfriarse haciendo pasar la masa fundida homogénea a través de una zona de enfriamiento. En algunas formas de realización, la zona de enfriamiento forma parte de la misma extrusora utilizada para llevar a cabo las etapas 210, 220 y 230. En otras formas de realización, la zona de enfriamiento se encuentra en una segunda extrusora (tal como cuando se utiliza una extrusora en tándem). Los intercambiadores de calor asimismo pueden utilizarse para enfriar la masa fundida homogénea. Además de enfriar la masa fundida homogénea, asimismo es importante crear un perfil de temperatura uniforme en la masa fundida homogénea cuando sale de la zona de enfriamiento. Un perfil de temperatura uniforme puede ayudar a asegurar una estructura celular uniforme en el producto de espuma.

En la etapa 260, la masa fundida homogénea enfriada se hace pasar a través de una hilera para formar la geometría deseada para el material de espuma. La hilera puede presentar cualquier geometría deseada para el producto de espuma fabricado. Cuando la masa fundida homogénea pasa desde la zona de alta presión de la hilera hasta la presión atmosférica, el agente de expansión en la masa fundida homogénea experimenta un cambio de fase (de líquido a gas) y permite la expansión de las burbujas para formar una espuma que presenta una densidad en el intervalo de desde 9.6 a 160.2 kg/m3 (de 0.6 a 10.0 lb/ft3).

Las etapas adicionales que pueden llevarse a cabo después de la etapa 260 incluyen, pero no se limitan a, utilización de una cinta transportadora para llevar el producto de espuma lejos de la extrusora, enfriamiento externo de la espuma para mantener la forma, utilización de un extractor para alimentar la espuma a un cortador y utilización de un cortador para cortar la espuma a la longitud deseada.

El procedimiento anterior no se limita a la utilización de un procesamiento por extrusión para espumar la resina de LLDPE procesada. Asimismo pueden utilizarse otros procedimientos conocidos por los expertos en la materia.

Pruebas

Se llevaron a cabo pruebas rigurosas en muestras de aislamiento de espuma de LLDPE de alta temperatura fabricado utilizando los procedimientos descritos en la presente memoria.

En un experimento, se aisló una tubería a 104°C (220°F) con 3 muestras del aislamiento de espuma de LLDPE de alta temperatura descrito en la presente memoria. Se hizo pasar aceite caliente a 104°C (220°F) a través de la tubería durante 683 horas, y luego se revisó el aislamiento de espuma de LLDPE para determinar el agrietamiento, la deslaminación y el alabeo. No se encontraron deslaminación, agrietamiento ni alabeo. De manera adicional, no se encontraron evidencias visibles de ignición, incandescencia, combustión sin llama o producción de humo. Se midió la contracción lineal media al 0.71%. Los resultados de este experimento se resumen en la tabla 1 a continuación.

Tabla 1 - Las pruebas comenzaron a 104°C (220°F); las pruebas se realizaron durante 683 horas

Las tablas 2 y 3 a continuación resumen las pruebas físicas llevadas a cabo en una muestra de la espuma de LLDPE descrita en la presente memoria y un aislamiento de espuma de LDPE.

Tabla 2

Tabla 3

La tabla 4 proporciona una comparación general de aislamiento de espuma de LLDPE tal como se describe en la presente memoria frente a un aislamiento de espuma elastomérica de PVC-nitrilo.

Tabla 4

Claims

REIVINDICACIONES

1. Espuma a base de polietileno de baja densidad lineal de alta temperatura que consiste en:

una resina de polietileno de baja densidad lineal (LLDPE) sin reticular que presenta una estructura de ramificación de cadena larga y un índice de fusión en el intervalo de 0.7 a 5.0 a 190°C; y

uno o más aditivos seleccionados de entre el grupo que consiste en retardantes de llama, pigmentos de color, agentes nucleantes, bloqueantes de difusión y agentes de expansión;

en la que la espuma a base de LLDPE cumple con la norma ASTM C411 para el rendimiento en superficies calientes de aislamiento térmico de alta temperatura cuando se somete a prueba a 104°C (220°F).

2. Espuma a base de polietileno de baja densidad lineal según la reivindicación 1, en la que la espuma a base de polietileno de baja densidad lineal presenta una densidad en el intervalo de desde 9.6 hasta 160.2 kg/m3 (0.6 a 10.0 lb/ft3).

3. Espuma a base de polietileno de baja densidad lineal según la reivindicación 2, en la que la espuma a base de polietileno de baja densidad lineal presenta una densidad en el intervalo d

g/m3 (1.0 a 2.0 lb/ft3).

4. Procedimiento de fabricación de una espuma a base de polietileno de baja densidad lineal de alta temperatura que comprende:

irradiar, utilizando una irradiación por haz de electrones, una resina de polietileno de baja densidad lineal (LLDPE) sin reticular que presenta un índice de fusión de entre 15 y 25 a 190°C, hasta que el índice de fusión de la resina de LLDPE se reduce a entre 0.7 y 5.0 a 190°C, para producir una estructura molecular de ramificación larga en la resina de LLDPE sin eliminar la propiedad termoplástica de la resina de LLDPE; y fabricar una espuma a base de polietileno de baja densidad lineal de alta temperatura que consiste en la resina de LLDPE irradiada y uno o más aditivos seleccionados de entre el grupo que consiste en retardantes de llama, pigmentos de color, agentes nucleantes, bloqueantes de difusión y agentes de expansión;

cumpliendo así la espuma a base de LLDPE con la norma ASTM C411 para el rendimiento en superficies calientes de aislamiento térmico de alta temperatura cuando se somete a prueba a 104°C (220°F).

5. Procedimiento según la reivindicación 4, en el que la resina de polietileno de baja densidad lineal es una resina de polietileno de baja densidad lineal que presenta una temperatura de fusión de aproximadamente 124°C (255°F).

6. Procedimiento según la reivindicación 4, en el que la fabricación de espuma a base de polietileno de baja densidad lineal de alta temperatura a partir del polietileno de baja densidad lineal procesado comprende una etapa de fundir la resina de polietileno de baja densidad lineal procesada.

7. Procedimiento según la reivindicación 6, en el que la fabricación de una espuma a base de polietileno de baja densidad lineal de alta temperatura a partir del polietileno de baja densidad lineal procesado comprende además las etapas de:

inyectar un agente de expansión en la resina de polietileno de baja densidad lineal fundida;

extruir la resina de polietileno de baja densidad lineal fundida; y

hacer pasar la resina de polietileno de baja densidad lineal fundida a través de una hilera.

8. Procedimiento según la reivindicación 6, en el que la fabricación de la espuma a base de polietileno de baja densidad de alta temperatura lineal a partir de la resina de polietileno procesada comprende utilizar un equipo de fabricación configurado para fabricar espuma de polietileno de baja densidad.