ES2932254T3 - Producción de espumas de melamina-formaldehído - Google Patents

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Abstract

1. Un proceso para producir una espuma de melamina-formaldehído por calentamiento y espumado de una mezcla acuosa M usando radiación de microondas, dicha mezcla M comprende al menos un precondensado de melamina-formaldehído, al menos un curativo, al menos un tensioactivo, al menos un agente de expansión y al menos un polímero lineal con un peso molecular promedio en número Mn en el rango de 500 a 10.000 g/mol y al menos dos grupos funcionales seleccionados de OH, NH2 o COOH así como una espuma de melamina-formaldehído obtenible por este proceso y su uso . (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Producción de espumas de melamina-formaldehído
La presente invención se refiere a un proceso para producir una espuma de melamina-formaldehído por calentamiento y espumado de una mezcla acuosa M usando radiación de microondas, dicha mezcla M comprende al menos un precondensado de melamina-formaldehído, al menos un curativo, al menos un tensioactivo, al menos un agente de expansión y al menos un polímero lineal con un peso molecular promedio en número Mn en el rango de 500 a 10.000 g/mol y dos grupos funcionales terminales seleccionados de OH, donde se usa polietilenglicol como polímero lineal, así como una espuma de melamina-formaldehído obtenible por este proceso y su uso.
Espumas elásticas de celda abierta a base de resinas de melamina-formaldehído y también procesos para producir dichas espumas mediante calentamiento con aire caliente, vapor de agua o irradiación de microondas para espumar y reticular una dispersión o solución de precondensado de melamina-formaldehído que comprende un agente de expansión, seguido de un secado y el paso de recocido, son conocidos y se describen en los documentos EP-A 074593, e P-A 017671, EP-A 017672, EP-A 037470 y US 2015/0210814, por ejemplo. Las espumas de melamina-formaldehído de este tipo tienen generalmente buenas propiedades mecánicas y un buen aislamiento acústico y térmico, así como una baja inflamabilidad.
El documento US 5,084,488 describe espumas de melamina-formaldehído que tienen una mayor elasticidad, donde del 0,1 al 70 % en moles de la melamina se ha sustituido por melamina sustituida por 1 a 3 grupos hidroxioxaalquilo.
El documento US 2013/0337255 describe una espuma de melamina formaldehído que comprende del 0,01 al 45 % en peso de un material de relleno en partículas para mejorar las características de fuego y las coloraciones. En el documento US 2011/0124754 se describe un proceso para la producción de una base de espuma abrasiva sobre un condensado de melamina-formaldehído que comprende nanopartículas inorgánicas. En ambos casos, el material de relleno particulado o las nanopartículas se incorporan a la espuma mezclándolas con el precondensado de melamina-formaldehído, los tensioactivos, los agentes de curado y de expansión antes de calentar y espumar la mezcla.
El documento US 2010/0168260 A1 describe espumas de melamina-formaldehído de celdas abiertas como implementos de limpieza con un sistema de liberación controlada de un agente activo, que se absorbe, disuelve o une químicamente a una matriz polimérica. Como matriz de polímero se pueden usar polímeros solubles en agua o hinchables en agua, tales como polietilenglicoles, que son sólidos a temperatura ambiente. Es un objeto de la presente invención proporcionar un proceso para producir espumas de melamina-formaldehído que tengan propiedades mecánicas mejoradas, especialmente una alta presión de empuje y propiedades elásticas mejoradas.
Hemos encontrado que este objeto se logra mediante el proceso para producir espumas de melamina-formaldehído mencionado al principio.
El al menos un polímero lineal tiene preferiblemente un peso molecular en número promedio Mn en el rango de 1000 a 8000 g/mol. Lo más preferiblemente, el polímero lineal tiene un peso molecular promedio en número Mn en el rango de 3000 a 5000 g/mol. El peso molecular medio en número Mn se puede calcular a partir del índice de OH según DIN 53240. El polímero es bifuncional con dos grupos funcionales seleccionados de OH. Los dos grupos funcionales son grupos funcionales terminales. Los grupos funcionales terminales son grupos funcionales unidos en los extremos de la cadena polimérica.
Preferiblemente, se usan de 0,1 a 5 partes en peso, más preferiblemente de 0,3 a 2 partes del al menos un polímero lineal por 100 partes de precondensado de melamina-formaldehído.
La solubilidad en agua del polímero lineal es preferentemente superior al 5 % en peso, más preferentemente superior al 10 % en peso.
Preferiblemente, el precondensado de melamina-formaldehído tiene una relación molar de melamina:formaldehído que oscila entre 1:1,5 y 1:4 y un peso molecular promedio en número Mn que oscila entre 200 g/mol y 1000 g/mol.
Los tensioactivos aniónicos, catiónicos y no iónicos y también sus mezclas pueden usarse como dispersantes/emulsionantes.
Los tensioactivos aniónicos útiles incluyen, por ejemplo, óxido de difenileno sulfonatos, alcano y alquilbencenosulfonatos, alquilnaftalenosulfonatos, olefinsulfonatos, alquil éter sulfonatos, sulfatos de alcohol graso, éter sulfatos, ésteres de ácidos grasos a-sulfo, acilaminoalcanosulfonatos, isetionatos de acilo, carboxilatos de éter alquílico, N-acilsarcosinatos, fosfatos de alquilo y alquiléter. Los tensioactivos no iónicos útiles incluyen éteres de poliglicol de alquilfenol, éteres de poliglicol de alcohol graso, éteres de poliglicol de ácidos grasos, alcanolamidas de ácidos grasos, copolímeros de bloque de óxido de etileno-óxido de propileno, óxidos de amina, ésteres de ácidos grasos de glicerol, ésteres de sorbitán y alquilpoliglucósidos. Los emulsionantes catiónicos útiles incluyen, por ejemplo, sales de alquiltriamonio, sales de alquilbencildimetilamonio y sales de alquilpiridinio.
Los dispersantes/emulsionantes se pueden añadir en cantidades de 0,2 % a 5 % en peso, referido al precondensado de melamina-formaldehído.
Preferiblemente, la mezcla M comprende una mezcla de tensioactivos que comprende una mezcla del 50 al 90 % en peso de al menos un tensioactivo aniónico y del 10 al 50 % en peso de al menos un tensioactivo no iónico, donde los porcentajes en peso se basan cada uno en el peso total de la mezcla de tensioactivo.
Como curativos es posible utilizar compuestos ácidos que catalizan la condensación adicional de la resina de melamina. La cantidad de estos curativos está generalmente en el rango de 0,01 % a 20 % en peso y preferiblemente en el rango de 0,05 % a 5 % en peso, todo basado en el precondensado. Los compuestos ácidos útiles incluyen ácidos orgánicos e inorgánicos, por ejemplo, seleccionados del grupo que consiste en ácido clorhídrico, ácido sulfúrico, ácido fosfórico, ácido nítrico, ácido fórmico, ácido acético, ácido oxálico, ácidos toluenosulfónicos, ácidos amidosulfónicos, anhídridos de ácido y mezclas de los mismos.
Preferiblemente, se usa ácido fórmico como curativo.
La mezcla comprende al menos un agente de expansión. La cantidad de agente de expansión en la mezcla generalmente depende de la densidad deseada para la espuma. Preferiblemente, la cantidad en relación con el precondensado de melamina-formaldehído se elige en una cantidad tal que la densidad de la espuma sea de 8 a 12 kg/m3, más preferiblemente de 9 a 11 kg/m3.
En principio, el proceso de la presente invención puede utilizar agentes de expansión tanto físicos como químicos. Son adecuados agentes de expansión "físicos" o "químicos" (Encyclopedia of Polymer Science and Technology, Vol. I, 3a ed., Additives, páginas 203 a 218, 2003).
Agentes de expansión "físicos" útiles incluyen, por ejemplo, hidrocarburos, como pentano, hexano, hidrocarburos halogenados, más particularmente clorados y/o fluorados, por ejemplo, cloruro de metileno, cloroformo, tricloroetano, clorofluorocarbonos, hidroclorofluorocarbonos (HCFC), alcoholes, por ejemplo, metanol, etanol, n propanol o isopropanol, éteres, cetonas y ésteres, por ejemplo formiato de metilo, formiato de etilo, acetato de metilo o acetato de etilo, en forma líquida o aire, nitrógeno o dióxido de carbono como gases.
Los agentes de expansión "químicos" útiles incluyen, por ejemplo, isocianatos mezclados con agua, que liberan dióxido de carbono como agente de expansión activo. También es posible utilizar carbonatos y bicarbonatos mezclados con ácidos, en cuyo caso se vuelve a producir dióxido de carbono. También son adecuados los compuestos azoicos, por ejemplo, la azodicarbonamida.
El agente de expansión está presente en la mezcla en una cantidad de 0,5 a 60 % en peso, preferiblemente de 1 a 40 % en peso y más preferiblemente de 1,5 a 30 % en peso, basado en el precondensado de melamina-formaldehído. Es preferible añadir un agente de expansión físico que tenga un punto de ebullición entre 0 y 80 °C.
Preferiblemente se usa pentano como agente de expansión.
El precondensado se espuma generalmente calentando la suspensión del precondensado de melamina-formaldehído para obtener un material espumado.
La introducción de energía se realiza mediante radiación de microondas, por ejemplo, de 5 a 400 kW, preferiblemente de 5 a 200 kW y más preferiblemente de 9 a 120 kW por kilogramo de la mezcla y en un rango de frecuencia de 0,2 a 100 GHz, preferiblemente de 1,5 a 10 GHz. Los magnetrones son una fuente útil de radiación dieléctrica y se puede usar un magnetrón o dos o más magnetrones al mismo tiempo.
Los materiales espumados producidos finalmente se secan, eliminando el agua residual y el agente de expansión de la espuma.
El proceso descrito proporciona bloques/losas de material espumado, que se pueden cortar a medida en cualquier forma deseada.
En una realización preferida, el proceso comprende los pasos de:
a) producir una mezcla acuosa M que comprende
100 partes en peso de al menos un precondensado de melamina-formaldehído,
de 2 a 4 partes en peso, preferiblemente de 2,2 a 3,8 partes en peso y más preferiblemente de 2,7 a 3,3 partes de al menos un curativo,
de 0,2 a 5 partes en peso, preferentemente de 0,5 a 3 partes en peso y más preferentemente de 1,25 a 2,3 partes en peso de una mezcla de tensioactivos,
de 0,1 a 5 partes en peso, preferentemente de 0,5 a 4 partes en peso y más preferentemente de 1,1 a 3,6 partes en peso de al menos una sal de un ácido inorgánico y/o de un ácido carboxílico orgánico,
de 1 a 40 partes en peso, preferiblemente de 10 a 35 partes en peso y más preferiblemente de 15 a 21 partes de al menos un agente de expansión,
de 0,1 a 5 partes en peso, preferentemente de 0,3 a 2 partes de al menos un polímero lineal con un peso molecular medio (media numérica) Mn en el intervalo de 500 a 10.000 g/mol, preferentemente en el intervalo de 3000 a 5,000 g/mol. de 25 a 60 partes en peso, preferiblemente de 30 a 50 partes en peso y más preferiblemente de 36 a 44 partes de agua, b) calentar y espumar dicha mezcla M usando radiación de microondas,
c) recocer la espuma con aire caliente y/o nitrógeno en un rango de temperatura de 150 °C a 290 °C,
La presente invención se refiere además a una espuma de melamina-formaldehído obtenible mediante procesos según la invención.
La espuma de melamina-formaldehído comprende preferentemente de 0,1 a 5 partes en peso, más preferentemente de 0,3 a 2 partes del al menos un polímero lineal por 100 partes de la espuma de melamina-formaldehído.
El al menos un polímero lineal se incorpora preferiblemente en los puentes de resina de melamina-formaldehído de la estructura de celda abierta. Incorporado significa que el polímero lineal no se lava. Preferiblemente después de remojar una muestra de espuma de 250 cm3 en 250 ml de agua desionizada a 25 °C y comprimir menos de 0,3 mg/ml del polímero lineal, más preferiblemente menos de 0,1 mg/ml, lo más preferiblemente 0 - 0,5 mg/ml del polímero lineal se detecta en la fase acuosa.
Los bloques o losas de espuma pueden termocomprimirse opcionalmente en otro paso del proceso.
La termocompresión como tal es conocida por un experto en la materia y se describe, por ejemplo, en los documentos WO 2007/031944, EP-A 451 535, EP-A 111 860 y US-B 6608 118.
La espuma que puede obtenerse mediante el proceso de la presente invención tiene preferiblemente una estructura de celdas abiertas que tiene un contenido de celdas abiertas, cuando se mide según DIN ISO 4590, de más del 50 % y más particularmente más del 95 %. Preferiblemente, la densidad de la espuma es de 8 a 12 kg/m3 , más preferiblemente de 9 a 11 kg/m3.
Las espumas de melamina-formaldehído de la presente invención tienen preferentemente una relación d90/d10 superior a 1,65, más probablemente superior a 1,7 y más preferentemente superior a 1,8 y preferentemente tienen una presión de deflexión por compresión superior a 22,4 kPa.
(3,25 psi), más probablemente por encima de 25,9 kPa (3,75 psi) y lo más preferiblemente por encima de 29,3 kPa (4,25 psi). La espuma de melamina-formaldehído según la presente invención se puede utilizar para el aislamiento acústico y/o térmico en la construcción de aeronaves, barcos y vehículos de motor, en ingeniería mecánica o en la construcción de edificios o
Las espumas de melamina-formaldehído que se pueden obtener mediante los procesos de la presente invención son superiores a las espumas de melamina-formaldehído previamente conocidas, especialmente porque tienen una combinación mejorada de recuperación elástica después de la compresión y alta presión de ariete.
Ejemplos:
Métodos de medición:
Valor de presión del ariete [N]:
Todas las mediciones del valor de la presión del ariete para evaluar las propiedades mecánicas/resistentes de las espumas de melamina-formaldehído se llevaron a cabo de la siguiente manera: Un pistón cilíndrico de acero de 8 mm de diámetro y 10 cm de altura se presionó en ángulo recto en una muestra de espuma cilíndrica de 11 cm de diámetro y 5 cm de altura hasta que se rompió la muestra de espuma. La fuerza máxima (unidad: N) ejercida por el ariete hasta que se rompió la muestra de espuma se denomina en lo sucesivo también valor de presión del ariete y proporciona información sobre la calidad mecánica/resistente de la espuma. Cuanto mayores son los valores de presión del ariete, mejores son las propiedades mecánicas/resilientes de las espumas de melamina-formaldehído; cuanto más difieren entre sí los valores medidos en cualquier espuma de melamina-formaldehído paralela y perpendicularmente a la dirección de ascenso de la espuma, mayor es la anisotropía y peor es la homogeneidad de la espuma.
Deformación permanente por compresión [%]:
Todas las mediciones del valor de deformación permanente por compresión para evaluar las propiedades elásticas de las espumas húmedas de melamina formaldehído se llevaron a cabo de la siguiente manera:
Una muestra de espuma rectangular (cortada en dimensiones: 40 mm x 40 mm, altura: 25 mm) se sumerge en agua desionizada y se comprime durante 60 min entre dos placas de acero (1 cm de espesor) al 20 % (5 mm) o al 8 % (2 mm) de su altura inicial.
La deformación permanente por compresión está determinada por la siguiente fórmula: C = (h0 - hi) / h0, donde h0 es la altura inicial antes de la compresión y hi es el espesor de la muestra después de la compresión. C0.5 denota el conjunto de compresión después de 30 min y C24 después de 24 horas, respectivamente.
Método de Prueba de Presión de Deflexión por Compresión:
La Presión promedio de Deflexión por Compresión se determina utilizando el método estándar ASTM D3575-14, (aprobado el 1 de enero de 2014), de acuerdo con los procedimientos especificados en las Secciones 1-8 y el Sufijo D (Secciones 17-24) con las siguientes modificaciones: aplicación del método se extiende a tipos de polímeros adicionales que incluyen, entre otros, melamina formaldehído; el grado de compresión (Secciones 17, 22 y 23) se establece en 70 %; la muestra se humedece antes de la medición colocándola en una tina de agua desionizada hasta que el borrador se sumerge por completo y luego se mide inmediatamente sin comprimir antes de la medición; y el valor de la fuerza de deflexión por compresión por unidad de área del espécimen en la ecuación 2 de la Sección 22 y en la Sección 23 se informa en unidades de psi. Se registran tanto el espesor promedio después de la presión previa a la prueba como la fuerza promedio de deflexión por compresión como se especifica en la Sección 23.
Método de prueba de volumen acumulativo de poros:
El método de prueba de volumen acumulativo de poros se utiliza para determinar la relación D90/D10 del volumen acumulativo de poros. Este método hace uso de la presión diferencial escalonada y controlada y la medición del movimiento del fluido asociado para caracterizar la distribución de radios de poros efectivos que existen en una muestra de material dentro del rango de 10 a 800 mm.
Principio del método
Para poros cilíndricos uniformes, el radio de un poro está relacionado con la presión diferencial requerida para llenar o vaciar el poro mediante la ecuación
Presión diferencial = (2 y cos 0) / r
dónde y= tensión superficial del líquido, 0= ángulo de contacto y r = radio de poro.
Los poros contenidos en los materiales porosos naturales y fabricados a menudo se consideran vacíos, orificios o conductos, y estos poros generalmente no son perfectamente cilíndricos ni uniformes. No obstante, se puede utilizar la ecuación anterior para relacionar la presión diferencial con un radio de poro efectivo y, al controlar el movimiento del líquido hacia adentro o hacia afuera del material en función de la presión diferencial, caracterizar la distribución del radio de poro efectivo en un material poroso. (Debido a que los poros no uniformes se aproximan como uniformes mediante el uso de un radio de poro efectivo, es posible que esta metodología general no produzca resultados que coincidan precisamente con las mediciones de las dimensiones de los huecos obtenidas por otros métodos, como la microscopía).
El método de volumen acumulativo de poros utiliza el principio anterior y se reduce a la práctica utilizando el aparato y el enfoque descritos en "Liquid porosimetry: New Methodology and Applications" de B. Miller e I. Tyomkin publicado en The Journal of Colloid and Interface Science (1994), volumen 162, páginas 163-170. Este método se basa en medir el incremento del volumen de líquido humectante (ángulo de contacto bajo) que entra o sale de un material poroso a medida que la presión de aire diferencial cambia entre la presión de aire ambiental ("laboratorio") y una presión de aire ligeramente elevada (presión diferencial positiva) que rodea el espécimen en una cámara de prueba de muestra. La muestra se introduce seca en la cámara de muestra y la cámara de muestra se controla a una presión diferencial positiva (en relación con el laboratorio) para evitar la absorción de líquido en la muestra después de abrir el puente de fluido. Después de abrir el puente de fluido, la presión de aire diferencial disminuye gradualmente (pero permanece positiva), las subpoblaciones de poros adquieren líquido de acuerdo con su radio de poro efectivo. Después de alcanzar una presión diferencial mínima (aunque positiva) (correspondiente al radio de poro efectivo más grande de interés en la muestra) donde el fluido de la muestra dentro del fluido está al máximo, la presión diferencial se incrementa gradualmente hacia la presión inicial, y la se drena el líquido de la muestra. Es durante esta última secuencia de drenaje (desde la presión diferencial más baja, o el radio de poro efectivo correspondiente más grande, hasta la presión diferencial más grande, o el radio de poro efectivo correspondiente más pequeño), que se determina la distribución del volumen acumulativo en este método. Normalizando al volumen máximo de fluido adquirido por la muestra (a la presión diferencial más baja), la distribución del volumen de poro acumulado (en función de la presión diferencial y, por lo tanto, del radio de poro efectivo) se determina restando recursivamente el volumen incremental de líquido drenado de la espécimen en cada incremento en el paso de presión diferencial, y este volumen incremental está asociado con el punto de ajuste de la presión diferencial (y por lo tanto su radio de poro efectivo) para cada paso en particular.
Acondicionamiento de muestras y preparación de muestras.
El método de volumen acumulativo de poros se lleva a cabo en muestras que han sido acondicionadas en una habitación acondicionada a una temperatura de 23 °C ± 2,0 °C y una humedad relativa de 45 % ± 10 % durante un mínimo de 12 horas antes de la prueba. Salvo que se indique lo contrario, todas las pruebas se realizan en dicha sala acondicionada, todas las pruebas se realizan en las mismas condiciones ambientales y en dicha sala acondicionada. Cualquier producto dañado o muestras que tengan defectos como arrugas, rasgaduras, agujeros y similares no se prueban. Las muestras acondicionadas como se describe en este documento se consideran muestras secas para los fines de esta invención. Se miden tres especímenes para cualquier material dado que se esté probando, y los resultados de esas tres repeticiones se promedian para dar el valor final informado. Cada uno de los tres especímenes duplicados tiene unas dimensiones de 15 mm x 55 mm x 55 mm, y las amplias superficies se hacen paralelas y microscópicamente planas. Si ninguna muestra disponible es lo suficientemente grande para crear especímenes de este tamaño, se puede usar un espécimen más pequeño usando una placa acrílica (abajo) del tamaño para mantener la misma presión aplicada.
Un experto en la materia entiende que implica varios pasos de preparación, que pueden incluir la eliminación de todo el líquido de limpieza y la separación de las diversas hojas de capas entre sí y de otros componentes del artículo acabado. Además, un experto entiende que es importante asegurarse de que la preparación no dañe la capa que se está probando ni altere las características del volumen de poro medido.
Aparato
El aparato adecuado para este método se describe en: " Liquid porosimetry: New Methodology and Applications" de B. Miller e I. Tyomkin publicado en The Journal of Colloid and Interface Science (1994), volumen 162, páginas 163-170. Además, cualquier esquema de control de presión capaz de controlar la presión de la cámara de muestra entre 5 mm H2O y 1000 mm H2O de presión diferencial puede usarse en lugar del subsistema de control de presión descrito en esta referencia. Un ejemplo de instrumentación y software general adecuado es el TRI/Auto-toporosímetro (Textile Research Institute (TRI) / Princeton Inc. de Princeton, N.J., EE. UU.). El TRI/Autoporosímetro es un instrumento automatizado controlado por computadora para medir distribuciones de volumen de poros en materiales porosos (por ejemplo, los volúmenes de poros de diferentes tamaños dentro del rango de 1 a 1000 pm radios efectivos de poro). Programas informáticos como las versiones de software de instrumentos automatizados 2000.1 o 2003.1/2005.1; o Data Treatment Software Release 2000.1 (disponible de TRI Princeton Inc.), y programas de hoja de cálculo se pueden usar para capturar y analizar los datos medidos.
Procedimiento de método
El líquido humectante usado es una solución al 0,1 % en peso de octilfenoxi polietoxi etanol (Triton X-100, un tensioactivo no iónico disponible de The Dow Chemical Co., Midland, MI) en agua destilada. La densidad del líquido es de 1,00 g/cm3, la tensión superficial y es 30 mN/m, y el ángulo de contacto 0 es 0° tal que cos 0=1. Una membrana de filtro de éster de celulosa mixta de 90 mm de diámetro con un tamaño de poro característico de 0,22 |jm (tal como Millipore Corporation de Bedford, MA, número de catálogo GSWP09000) se fija a la frita porosa (monel o acero inoxidable 316, grado de medio 80 de Mott Corp., Farmington, CT, o equivalente) de la cámara de muestra.
Se coloca una placa acrílica de 4 cm x 4 cm que pesa 32 g sobre la muestra para garantizar que la muestra descanse plana sobre la membrana del filtro durante la medición. No se coloca peso adicional sobre la muestra.
La secuencia de presiones diferenciales que se ejecutan en el ensayo, en mm H2O es la siguiente: 612,6, 306,3, 204,2, 153,2, 122,5, 102,1, 87,5, 76,6, 68,1, 61,3, 51,0, 43,8, 38,3, 34, 30,6, 27,8, 25,5, 23,6, 21,9, 20,4, 17,5, 15,3, 13,6, 12,3, 11, 10,2, 9,4, 8,8, 8,2, 7,7, 8,2, 8,8, 9,4, 10,2, 11,1, 12,3, 13,6, 15,3, 17,5, 20,4, 21,9, 23,6, 25,5, 27,8, 30,6, 34, 38,3, 6 1,3, 53,3 68,1, 76,6, 87,5, 102,1, 122,5, 153,2, 204,2, 306,3 y 612,6. El criterio para pasar de un paso de presión al siguiente es que la captación/drenaje de líquido de la muestra sea inferior a 15 jl/min.
1 mm H2O corresponde a 9,8 Pa.
Determinación del volumen de poro acumulativo Relación D90/D10 a partir de distribuciones de volumen de poro acumulativo
Se promedian las distribuciones de volumen de poro acumulativo (es decir, volumen de poro acumulativo normalizado en función del radio de poro efectivo) para las tres muestras medidas. D90 se define como el radio de poro efectivo donde la función de distribución del volumen de poro acumulado tiene un valor de 0,90. Si ningún punto de datos medido satisface esto, D90 se determina mediante una interpolación lineal entre los dos puntos de datos inmediatamente proximales. De manera similar, D10 se define como el radio de poro efectivo donde la función de distribución del volumen de poro acumulativo tiene un valor de 0,10. Si ningún punto de datos medido satisface esto, D10 se determina mediante una interpolación lineal entre los dos puntos de datos inmediatamente proximales. El cociente de D90 y D10 es la relación de volumen acumulativo de poros D90/D10.
Materiales usados:
MF Precondensado de melamina-formaldehído que tiene un peso molecular medio (promedio en número) M de 350 g/mol, con una relación molar de melamina:formaldehído de 1:3.
aS sulfato de alquilo C12/C14, sal de sodio.
nS alquil polietilenglicol éter elaborado a partir de un alcohol graso lineal C16/C18 saturado.
E1000 Pluriol® E1000 (polietilenglicol con un peso molecular medio en número de 1000)
E4000 Pluriol® E4000 (polietilenglicol con un peso molecular medio en número de 4000)
E6000 Pluriol® E6000 (polietilenglicol con un peso molecular medio en número de 6000)
E8000 Pluriol ® E8000 (Polietilenglicol con un peso molecular promedio en número de 8000)
eG glicerol etoxilado con un peso molecular promedio de 310 g/mol
eTMP trimetilolpropano etoxilado con un peso molecular promedio en número de 670 g/mol
Ejemplo 1:
En un primer paso, se mezclaron entre sí 100 partes en peso del precondensado de melamina-formaldehído, MF, 38 partes de agua, 1,2 partes de tensioactivo aniónico aS, 0,3 partes de tensioactivo no iónico nS, 2,5 partes de formiato de sodio, 3,0 partes de ácido fórmico, 0,5 partes de polietilenglicol Pluriol® E4000 y 18 partes del pentano a una temperatura de 20 a 35°C. La mezcla se introdujo en un molde de espumado de polipropileno y se irradió en un horno de microondas con microondas. Los cuerpos de espuma obtenidos después de la irradiación con microondas se templaron en un horno de circulación de aire a 200 °C durante 20 min.
Ejemplo 2:
Se repitió el ejemplo 1 con la diferencia de que se utilizaron 1,0 partes de Pluriol® E 4000.
Ejemplos 3 a 5:
Se repitió el ejemplo 1 con la diferencia de que se utilizaron 0,5 partes de Pluriol® E 6000, E8000 y E1000.
Ejemplo 6:
Ejemplo 1 se repitió con la diferencia de que se utilizaron 20 partes de pentano.
Ejemplo Comparativo C7:
Ejemplo 1 se repitió con la diferencia de que se utilizaron 0,5 partes de glicerol etoxilado.
Ejemplo Comparativo C8:
Ejemplo 1 se repitió con la diferencia de que se utilizaron 0,5 partes de trimetilolpropano etoxilado.
Ejemplos Comparativos C1 y C2
Se repitió el ejemplo 1 con la diferencia de que no se añadió polietilenglicol y se añadieron 18 partes (C1) y 16 partes (C2) de pentano.
Los datos de densidad y mecánicos (presión del ariete, conjuntos de compresión C0.5 y C24, resistencia a la compresión) de las espumas se resumen en la Tabla 1. Todos los datos son el promedio de 3 mediciones.
Ejemplo Comparativo C3:
Se preparó una solución acuosa de Pluriol E4000 disolviendo el PEG en agua desionizada con agitación magnética para obtener una concentración del 1 % en peso.
Muestras de espuma de melamina-formaldehído cortadas en dimensiones de 122 x 67 x 30 mm3 se empaparon con la solución en una bandeja de aluminio y se presionaron a mano tres veces para eliminar el exceso de agua. Posteriormente la muestra se secó durante 6h en estufa a 70°C hasta peso constante.
La muestra se enjuagó colocándola en una bandeja de aluminio llena con 250 ml de agua desionizada a temperatura ambiente donde se dejó en remojo y luego se presionó a mano tres veces. Posteriormente se volteó la espuma y se repitió el procedimiento. El agua de lavado se analizó en cuanto a su concentración de PEG.
Tabla 1: Tipo y cantidad de aditivo polimérico agregado por 100 partes de precondensado de melamina-formaldehído y r i fí i m ni l m E m l 1 E m l m r iv 1 2
Figure imgf000007_0001
Figure imgf000008_0001
Tabla 2: Concentración de PEG encontrada en el agua de lavado después de remojar en agua
Figure imgf000008_0002
Muestra 4 preparada según el Ejemplo 1 proporciona una mayor robustez en comparación con varios implementos disponibles comercialmente y otros (muestras 1, 2, 3, 5 y 6).

Claims (13)

REIVINDICACIONES
1. Un proceso para producir una espuma de melamina-formaldehído por calentamiento y espumado de una mezcla acuosa M usando radiación de microondas, dicha mezcla M comprende al menos un precondensado de melaminaformaldehído, al menos un curativo, al menos un tensioactivo, al menos un agente de expansión y al menos al menos un polímero lineal con un peso molecular promedio en número Mn en el rango de 500 a 10.000 g/mol y dos grupos funcionales terminales seleccionados de OH, donde se usa polietilenglicol como polímero lineal.
2. El proceso de acuerdo con la reivindicación 1, donde el polímero lineal tiene un peso molecular medio en número Mn en el intervalo de 3000 a 5000 g/mol.
3. El proceso de acuerdo con las reivindicaciones 1 ó 2, donde el polímero lineal tiene una solubilidad en agua a 23 °C de más del 5 % en peso.
4. El proceso de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 3, donde se usa un precondensado de melamina-formaldehído que tiene una relación molar de melamina:formaldehído que oscila entre 1:1,5 y 1:4 y un peso molecular medio en número Mn que oscila entre 200 g/mol y 1000 g/mol.
5. El proceso de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 4, donde dicha mezcla M comprende una mezcla de tensioactivos que comprende una mezcla del 50 al 90 % en peso de al menos un tensioactivo aniónico y del 10 al 50 % en peso de al menos un tensioactivo no iónico, donde los porcentajes en peso son cada uno basado en el peso total de la mezcla de tensioactivos.
6. El proceso de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 5, donde se usa ácido fórmico como curativo.
7. El proceso de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 6, donde se usa pentano como agente de expansión.
8. El proceso de acuerdo con la reivindicación 1 a 7, que comprende los pasos de:
a) producir una mezcla acuosa M que comprende
100 partes en peso de al menos un precondensado de melamina-formaldehído,
de 2 a 4 partes en peso de al menos un curativo,
de 0,2 a 5 partes en peso de una mezcla de tensioactivos,
de 0,1 a 5 partes en peso de al menos al menos una sal de un ácido inorgánico y/o de un ácido carboxílico orgánico, de 1 a 40 partes en peso de al menos un agente de expansión,
de 0,1 a 5 partes en peso de al menos un polímero lineal con un peso molecular promedio en número Mn en el rango de 500 a 10.000 g/mol,
de 0 a 20 partes en peso de uno o más aditivos adicionales, y
de 25 a 60 partes en peso de agua,
b) calentar y espumar dicha mezcla M usando radiación de microondas,
c) recocer la espuma con aire caliente y/o nitrógeno en un rango de temperatura de 150 °C a 290 °C,
9. Una espuma de melamina-formaldehído obtenible mediante el proceso de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, que comprende de 0,1 a 5 % en peso de al menos un polímero lineal con un peso molecular promedio en número Mn en el rango de 500 a 10.000 g/mol.
10. La espuma de melamina-formaldehído de acuerdo con la reivindicación 9, donde la densidad está en el rango de 8 a 12 kg/m3.
11. La espuma de melamina-formaldehído de acuerdo con las reivindicaciones 9 ó 10, donde el contenido de celdas abiertas según DIN ISO 4590 es superior al 95 %.
12. La espuma de melamina-formaldehído de acuerdo con las reivindicaciones 9 a 11, donde después de remojar una muestra de 250 cm3 de la espuma de melamina-formaldehído en 250 ml de agua desionizada a 25°C y comprimir, menos de 0,3 mg/ml del polímero lineal se detecta en la fase de agua.
13. Uso de la espuma de melamina-formaldehído de acuerdo con las reivindicaciones 9 a 12 para el aislamiento acústico y/o térmico en la construcción de aviones, barcos y automóviles, en la ingeniería mecánica o en la construcción de edificios.
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