ES2955550T3 - Espuma polimérica aromática de alquenilo que comprende agentes de soplado de alqueno fluorados - Google Patents

Espuma polimérica aromática de alquenilo que comprende agentes de soplado de alqueno fluorados Download PDF

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Abstract

Un proceso para preparar una espuma de polímero alquenilaromático que comprende proporcionar una composición espumable que comprende un polímero y un agente de soplado, en donde más del 50 por ciento en peso del polímero consiste en uno o más polímeros alquenilaromáticos; y expandir la composición espumable hasta obtener una espuma polimérica. El agente de soplado comprende más del 50 por ciento en peso de uno o más de un grupo específico de alquenos fluorados que tienen concomitantemente un ODP cero, un GWP inferior a 50, una solubilidad en polímeros alquenilaromáticos que les permite comprender más del 50 % en peso. de una composición de agente espumante. El agente de soplado comprende además uno o más agentes de soplado seleccionados de un grupo que consiste en alcanos fluorados que tienen de uno a cinco carbonos, hidrocarburos que tienen de uno a nueve carbonos, alcoholes que tienen de uno a cinco carbonos, agua y dióxido de carbono. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Espuma polimérica aromática de alquenilo que comprende agentes de soplado de alqueno fluorados
Antecedentes de la invención
Campo de la invención
La presente invención se refiere a un procedimiento para preparar espuma polimérica aislante térmico, la espuma polimérica aislante térmico y un procedimiento para usar una espuma polimérica aislante térmico.
Descripción de la técnica relacionada
Existe un deseo internacional de encontrar e implementar agentes de expansión respetuosos con el medio ambiente para preparar espuma polimérica aislante térmico. Los agentes espumantes respetuosos con el medio ambiente tienen poco o ningún impacto perjudicial sobre el medio ambiente. Dos medidas del impacto medioambiental perjudicial son el Potencial de Agotamiento del Ozono (ODP) y el Potencial de Calentamiento Global (GWP).
Los agentes de expansión de hidrofluorocarbono (HFC) y fluorocarbono (FC) han sido uno de los focos del reciente desarrollo de espuma polimérica aislante térmico debido a su baja conductividad térmica y su ODP cero en relación con los agentes de expansión anteriores, tales como los hidroclorofluorocarbonos (HCFC) y los clorofluorocarbonos (CFC). Sin embargo, incluso los agentes de expansión de HFC y FC tienden a tener GWP más altos de lo deseable. Por ejemplo, el 1,1,1,2-tetrafluoroetano (HFC-134a) tiene un GWP de 1300 y el 1,1-difluoroetano (HFC-152a) tiene un GWP de 140 (véase la solicitud de patente de EE. UU. 2006/0202154, párrafo 25). Es deseable que un agente de expansión respetuoso con el medio ambiente tenga un GWP inferior a 50. Por lo tanto, continúa la exploración de un agente de expansión más respetuoso con el medio ambiente.
La bibliografía reciente revela que las olefinas fluoradas (fluoroalquenos) pueden ser un reemplazo atractivo para los HFCs en muchas aplicaciones, incluidos los agentes de expansión, porque tienen un ODP cero, un GWP más bajo que los HFCs y alta capacidad de aislamiento (baja conductividad térmica). Véase, por ejemplo, la solicitud de patente de EE. UU. (USPA) 2004/0119047, 2004/0256594, 2007/0010592 y publicación PCT WO 2005/108523. Estas referencias enseñan que los fluoroalquenos pueden ser adecuados para agentes de expansión y son atractivos porque tienen un GWP por debajo de 1000, preferiblemente no superior a 75. El documento USPA 2006/0142173 describe fluoroalquenos que tienen un GWP de 150 o menos e indica una preferencia por un GWP de 50 o menos.
Además de ser respetuoso con el medio ambiente, deseablemente un agente de expansión para espuma polimérica aislante térmico: (1) es suficientemente soluble en la matriz polimérica de la espuma para permitir la preparación de espuma de calidad; (2) tiene una baja conductividad térmica; y (3) tiene baja permeabilidad a través de (es decir, tiene longevidad en) la matriz polimérica de la espuma para proporcionar capacidad de aislamiento térmico a largo plazo.
La solubilidad del agente de expansión en la matriz polimérica de una espuma polimérica es importante para garantizar varios aspectos de una espuma de calidad. Una espuma polimérica de calidad tiene un tamaño medio de celda de 0.02 a 5 milímetros, es de celda cerrada y tiene una densidad de 64 kg/m3 o menos. Si un agente de expansión es insuficientemente soluble en la matriz polimérica, tiende a dar como resultado una espuma que sufre uno o más de los siguientes: un tamaño medio de celda pequeño, alta densidad (superior a 64 kg/m3), alto contenido de celdas abiertas y poros. (Véase, por ejemplo, la enseñanza en la publicación del documento PCT WO 98/03581 en la página 12, líneas 22-27). Una espuma de calidad también tiene una distribución de tamaño de celda en gran parte uniforme. Es deseable que una espuma de calidad esté esencialmente libre de poros. Si un agente de expansión es demasiado insoluble en la matriz polimérica, también puede causar poros a medida que se expande rápidamente fuera de la matriz polimérica. Los poros son huecos del tamaño de múltiples diámetros de celda y se observan fácilmente a simple vista. Los poros a menudo provocan una superficie de espuma indeseablemente irregular, ya que el agente de expansión sale rápidamente a través de la superficie de la espuma durante el procedimiento de formación de espuma.
Es deseable una baja conductividad térmica y una larga duración en una matriz polimérica para maximizar la capacidad de aislamiento térmico de una espuma de polímero con el paso del tiempo. Un agente de expansión que tenga una alta permeabilidad en una matriz polimérica escapará fácilmente de una espuma hecha a partir de esa matriz polimérica. Por lo tanto, es deseable que un agente de expansión aislante térmico tenga una baja permeabilidad a través de la matriz polimérica en la que reside.
Los documentos USPA 2004/0119047, 2004/0256594, 2006/0142173, 2007/0010592 y la publicación PCT WO 2005/108523 cada uno sugiere que los fluoroalquenos pueden ser ecológicos y capaces de formar una espuma de polímero. Sin embargo, ninguna de estas referencias revela si alguno de los fluoroalquenos tiene realmente un GWP por debajo de 50, y mucho menos si alguno de los fluoroalquenos tiene una permeabilidad en los polímeros de alquenilo aromático lo suficientemente baja como para proporcionar una capacidad de aislamiento térmico a largo plazo o es capaz de preparar una espuma polimérica aislante térmico de calidad.
Por lo tanto, sigue siendo deseable y sería sorprendente identificar un agente de expansión con todas las propiedades siguientes: cero ODP, un GWP inferior a 50, baja conductividad térmica y baja permeabilidad a través de una matriz de polímero de alquenilo aromático de una espuma polimérica, y una solubilidad en polímeros de alquenilo aromático suficientemente alta para que el agente de expansión pueda comprender más del 50% en peso de una composición de agente de expansión útil para producir una espuma de alquenilo aromático de calidad.
Breve sumario de la invención
La presente invención avanza en la técnica de espuma de polímero de alquenilo aromático aislante térmico al descubrir sorprendentemente agentes de expansión específicos que tienen simultáneamente un ODP cero, un GWP inferior a 50, una solubilidad en polímeros de alquenilo aromático que les permite comprender más del 50% en peso de una composición de agente de expansión que produce una espuma de alquenilo aromático de calidad mientras que tiene una baja conductividad térmica y una baja permeabilidad a través de polímeros de alquenilo aromático para la fabricación de espuma de polímero de alquenilo aromático aislante térmico de calidad.
En particular, la presente invención identifica y emplea un agente de expansión que contiene uno o más de un alqueno fluorado específico que tiene tres o cuatro carbonos que tiene una solubilidad en polímeros de alquenilo aromático, especialmente poliestireno, suficiente para preparar una espuma polimérica aislante térmico de calidad usando un agente de expansión que contiene al menos 50% en peso, preferiblemente 75% en peso, más preferiblemente 100% en peso del uno o más alquenos fluorados.
En un primer aspecto, la presente invención es un procedimiento para preparar una espuma de polímero de alquenilo aromático que comprende las siguientes etapas en orden: (a) proporcionar una composición espumable que comprende un polímero y un agente de expansión, en el que más del 50 por ciento en peso del polímero consiste en uno o más polímeros de alquenilo aromático; y (b) expandir la composición espumable para formar una espuma polimérica; en el que el agente de expansión consiste en uno o más alquenos fluorados a una concentración de 0.03 moles o más y 0.3 moles o menos por 100 gramos de polímero, siendo seleccionado el alqueno fluorado de un grupo que consiste en: 2-fluoropropeno, 1-fluoropropeno; 1,1-difluoropropeno; 3,3-difluoropropeno; 3,3,3-trifluoropropeno; 2,3,3-trifluoropropeno; 1,3,3,3-tetrafluoropropeno; 1,1,3,3-tetrafluoropropeno; 1,2,3,3,3-pentafluoropropeno; 4,4,4-trifluoro-1 -buteno; 3,4,4,4-tetrafluoro-1 -buteno; 1,1,3,3,3-pentafluoro-2-metil-1 -propeno; octafluoro-1 -buteno; octafluoro-2-buteno; 2,3,3,4,4,4-hexafluoro-1 -buteno; 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-buteno; 1,1,1,2,4,4,4-heptafluoro-2-buteno; y 1,1,1-trifluoro-2-buteno;
uno o más agentes de expansión seleccionados de un grupo que consiste en alcoholes que tienen de uno a cinco carbonos, agua y dióxido de carbono;
en el que más del 50 por ciento en peso del agente de expansión consiste en uno o más de los alquenos fluorados; y
en el que la espuma de polímero de alquenilo aromático comprende una matriz polimérica que contiene uno o más polímeros y define una pluralidad de celdas que tienen un tamaño medio de celda, en el que la espuma de polímero de alquenilo aromático tiene:
(i) un tamaño medio de celda según la norma ASTM método D-3576-04 que está en un intervalo de 0.02 y 5 mm;
(ii) una densidad de 64 kg/m3 o menos según la norma ISO método 845-85;
(iii) un contenido de celdas abiertas inferior al 30% según la norma ASTM método D6226-05; y
iv) una variación del tamaño de celda del 30% o menos.
Las realizaciones deseables del primer aspecto incluyen una o cualquier combinación de las siguientes características adicionales: el polímero de alquenilo aromático es uno o más polímeros seleccionados de polímeros de poliestireno, copolímero de estireno-acrilonitrilo y mezclas de los mismos; el uno o más polímeros de alquenilo aromático comprenden el 95 por ciento en peso o más del polímero en la composición espumable; el procedimiento es un procedimiento de extrusión en el que la etapa (a) incluye ablandar el polímero en una extrusora, mezclar el agente de expansión con el polímero ablandado a una temperatura y presión de adición para formar la composición espumable y luego enfriar la composición espumable hasta una temperatura espumante y la etapa (b) incluye expulsar la composición espumable a través de una boquilla a la temperatura de formación de espuma en un ambiente a una presión más baja que la presión de mezcla; y el procedimiento es un procedimiento de espuma de perlas expandidas en el que la composición espumable en la etapa (a) está en forma de perlas y la etapa (b) incluye vapor que expande las perlas de polímero. En otra realización deseable, la etapa (b) requiere expandir la composición espumable para formar una espuma de polímero que tiene un grosor de nueve milímetros o más.
En un segundo aspecto, la invención es una espuma de alquenilo aromático obtenible mediante un procedimiento según el primer aspecto.
Descripción detallada de la invención
Términos
"Espuma de calidad" y "espuma polimérica de calidad" se refieren a una espuma polimérica que tiene:
(i) un tamaño medio de celda entre 0.02 y 5 milímetros según la norma ASTM método D-3576-04;
(ii) menos del 30% de contenido de celdas abiertas según la norma ASTM método D6226-05;
(iii) una densidad de 64 kg/m3 o menos según la International Organization for Standards (ISO) método 845-85; y
(iv) una variación del tamaño de celda del 30% o menos, preferiblemente del 25% o menos, más preferiblemente del 20% o menos, aún más preferiblemente del 10% o menos, aún más preferiblemente del 5% o menos y lo más preferiblemente del 0%.
La "variación del tamaño de celda" es una medida de la distribución o uniformidad del tamaño de celda en una espuma. La variación del tamaño de celda de una espuma es una variación porcentual entre un tamaño medio de celda dentro de una porción circular de una sección transversal completa de la espuma que contiene el centroide de la sección transversal y que es el 25% del área de la sección transversal de toda la sección transversal y un tamaño medio de celda para toda la sección transversal. Determine la variación del tamaño de celda tomando el valor absoluto de la diferencia entre los tamaños medios de celda para toda la sección transversal y la parte circular de toda la sección transversal, dividiendo ese valor entre el tamaño medio de celda de toda la sección transversal y multiplicando por 100%. La variación del tamaño de celda sirve como un indicador de la diferencia en el tamaño de celda cerca del centro de la espuma en relación con las proximidades de la superficie de la espuma. Una mayor variación en el tamaño de celda corresponde a una mayor diferencia en los tamaños de celda en estas dos regiones de una espuma. La variación de tamaño de celda grande es indeseable.
"Espuma de polímero de alquenilo aromático de calidad" se refiere a una espuma de calidad que es una espuma de polímero de alquenilo aromático, es decir, más del 50% de todos los polímeros en la espuma son polímeros de alquenilo aromático.
Deseablemente, una espuma de calidad también está "esencialmente libre de poros". Una espuma de polímero está "esencialmente libre de poros" si no hay poros evidentes en la superficie de la espuma. Idealmente, una espuma de calidad está libre de poros, lo que significa que no hay poros evidentes en toda la espuma tras una inspección visual a simple vista.
Los valores de "solubilidad en PS" para agentes de expansión en las tablas 1-4 se refieren a la solubilidad en poliestireno a 25 grados Celsius (°C) y una atmósfera de presión. Calcule la solubilidad de un agente de expansión en un polímero usando la ecuación de Flory-Huggins como se describe en P.J. Flory, "Principles of Polymer Chemistry", Cornell University Press, Ithaca, Nueva York, 1953.
El término de entropía (xs) del parámetro de interacción para sistemas polares y no polares es casi constante e igual a 0.34, como se indica en R.F. Blanks, J.M. Prausnitz, Ind. Eng. Che. Fundamentals, vol. 3, 1 -8, 1964. El término entálpico (xH) del parámetro de interacción se puede relacionar con los parámetros de Hilderbrand como se detalla en J. Brandup, E.H. Immergut, E. A. Grulke, Polymer Handbook, 4a ed. John Wiley and sons, Inc., página VII/675-711, 1999.
Los valores de "permeabilidad en PS" para agentes de expansión en las tablas 1-4 se refieren a la permeabilidad a través del poliestireno a 25°C. Calcule la permeabilidad de un agente de expansión a través de un polímero usando la ecuación semiempírica de Salame, según se indica en M. Salame, "Prediction of Gas Barrier Properties of High Polymers", Polymer Engineering Science, diciembre, vol. 26, n° 22, 1543-1546, 1986.
Espuma de polímero de alquenilo aromático
La espuma de polímero de alquenilo aromático ("espuma polimérica") de la presente invención comprende una matriz polimérica que contiene uno o más polímeros y que define una pluralidad de celdas. Típicamente, al menos el 50 por ciento en peso (% en peso) de la matriz polimérica es uno o más polímeros (es decir, "material polimérico"). El material polimérico representa típicamente todo el polímero en la matriz polimérica. Deseablemente, el material polimérico típicamente constituye el 75% en peso o más, preferiblemente el 80% en peso o más, más preferiblemente el 90% en peso o más y puede constituir el 100% en peso de la matriz polimérica, basado en el peso de la matriz polimérica.
Al menos el 50% en peso del material polimérico es uno o más polímeros seleccionados de un grupo que consiste en polímeros de alquenilo aromático. Deseablemente, el 75% en peso o más, el 90% en peso o más, el 95% en peso o más, o incluso el 100% en peso del material polimérico es uno o más polímeros de alquenilo aromático. Los polímeros de alquenilo aromático son polímeros que contienen unidades monoméricas de alquenilo aromático tales como estireno (vinilbenceno), alfa-metilestireno, etilestireno, viniltolueno, cloroestireno y bromoestireno. Los polímeros de alquenilo aromático incluyen homopolímeros de unidades monoméricas de alquenilo aromático y copolímeros que contienen unidades monoméricas de alquenilo aromático (tanto copolímeros injertados como copolimerizados). "Copolímeros" incluye copolímeros aleatorios, copolímeros alternos y copolímeros de bloques. Los "copolímeros" pueden ser lineales y ramificados.
Deseablemente, el polímero de alquenilo aromático se selecciona de polímeros de poliestireno, copolímeros de estireno-acrilonitrilo (SAN) y combinaciones de los mismos. El material polimérico contiene ventajosamente uno o más copolímeros de SAN, ya que los copolímeros de SAN ofrecen ventajas de procesamiento y aplicación sobre los polímeros de poliestireno, ventajas que incluyen una mejor estabilidad dimensional y resistencia química. De hecho, es deseable que el material polimérico contenga 1% en peso o más, preferiblemente 5% en peso o más, aún más preferiblemente 10% en peso o más de componente de acrilonitrilo (AN) polimerizado y 35% en peso o menos, preferiblemente 30% en peso o menos y más preferiblemente 25% en peso o menos de componente de AN polimerizado. Si la concentración de AN es inferior al 1% en peso, las ventajas del componente de AN son mínimamente evidentes, si es que lo son. Si la concentración de AN es superior al 35% en peso, la viscosidad del polímero se vuelve lo suficientemente alta como para dificultar el procesamiento para formar una espuma.
Deseablemente, los polímeros que comprenden el material polimérico, en particular los polímeros de alquenilo aromático, tienen un peso molecular promedio en peso (Mw) de 70000 o más y 1000000 o menos y una polidispersidad (Mw dividido entre el peso molecular promedio en número (Mn)) de 1.0 o más y 10 o menos.
Además del material polimérico, la matriz polimérica puede contener uno o más aditivos. Los aditivos típicos incluyen componentes retardantes de la llama (compuestos halogenados, incluidos materiales bromados, compuestos de fósforo, compuestos que contienen azufre y combinaciones sinérgicas de componentes útiles para mejorar el retardo de la llama), materiales atenuantes de infrarrojos (por ejemplo, todas las formas de negro de carbono, grafito, mica, polvo de aluminio, escamas de aluminio, óxido de aluminio y dióxido de titanio), arcillas sintéticas y naturales, incluidas arcillas absorbentes (por ejemplo, caolinita, montmorillonita y arcillas exfoliadas), lubricantes (por ejemplo, estearatos), colorantes y pigmentos, y otros materiales de carga inertes o reactivos. Los aditivos pueden estar presentes en una concentración de menos del 50% en peso, típicamente hasta el 20% en peso basado en el peso de la matriz polimérica.
La matriz polimérica define una pluralidad de celdas dentro de la matriz polimérica. Las celdas tienen un tamaño medio de celda de 0.02 milímetros (mm) o más, preferiblemente 0.05 mm o más, más preferiblemente 0.1 mm o más y tienen un tamaño de celda de 5 mm o menos, preferiblemente 3 mm o menos, más preferiblemente 1 mm o menos, aún más preferiblemente 0.75 mm o menos. Si el tamaño medio de las celdas de una espuma es inferior a 0.02 mm, la densidad de la espuma tiende a ser indeseablemente alta. Si el tamaño medio de las celdas es superior a 5 mm, la conductividad térmica de la espuma tiende a ser indeseablemente alta. Mida el tamaño medio de celda según la norma ASTM método D-3576-04.
La espuma de polímero tiene deseablemente una distribución de tamaño de celda monomodal. Una espuma tiene una distribución de tamaño de celda monomodal si un gráfico del número de celdas frente al tamaño de celda (redondeado a los 0.05 milímetros (mm) más cercanos) revela un pico. Por el contrario, una espuma que tiene una distribución de tamaño de celda multimodal revela más de un pico en un gráfico similar. Mida al menos 100 celdas de una superficie de espuma cortada para crear un gráfico para determinar si una espuma es monomodal o multimodal. Mida el tamaño de la celda según la norma ASTM método D-3576-04. Se produce un pico a un tamaño de celda dado en una gráfica de este tipo a un tamaño de celda dado si la población permanece sin cambios o continúa disminuyendo para dos tamaños de celda inmediatamente más pequeños y dos tamaños de celda inmediatamente más grandes adyacentes al tamaño de celda dado. La espuma polimérica puede tener una distribución de tamaño de celda multimodal (incluyendo bimodal) siempre que la variación del tamaño de celda se encuentre dentro del intervalo de una espuma de calidad.
La espuma polimérica es de celdas cerradas, lo que significa que la espuma tiene un contenido de celdas abiertas del 30% o menos, preferiblemente del 20% o menos, más preferiblemente del 10% o menos, aún más preferiblemente del 5% o menos y puede tener una contenido de celdas abiertas del 0%. Mida el contenido de celdas abiertas de acuerdo con la American Society for Testing and Materials (ASTM) método D6226-05.
La espuma polimérica comprende además uno o más de un agente de expansión de alqueno fluorado seleccionado de un grupo que consiste en los alquenos fluorados enumerados en la Tabla 2.
Tabla 2.
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Estos alquenos fluorados seleccionados en la Tabla 2 comparten una característica deseable en el sentido de que todos tienen concomitantemente un ODP cero, un GWP inferior a 50, suficiente solubilidad en polímeros de alquenilo aromático para usarse como 50% en peso o más de un agente de expansión para usar en la producción de espuma de alquenilo aromático de calidad y todos tienen tanto una baja conductividad térmica como una baja permeabilidad a través de polímeros de alquenilo aromático, lo que los hace ideales para preparar espumas poliméricas aislantes térmicos de calidad. En particular, cada uno de estos agentes de expansión tiene una permeabilidad estimada a través de polímeros de alquenilo aromático de menos de 20 centímetros cúbicos*mil por 100 pulgadas cuadradas (7.9*103 centímetros cúbicos*micrómetro por metro cuadrado) por día por atmósfera de presión
Aunque todos los alquenos fluorados adecuados tienen tres o cuatro carbonos, sorprendentemente no todos los alquenos fluorados de tres a cuatro carbonos califican como miembros de este grupo de alquenos fluorados adecuados. Algunos alquenos fluorados de tres y cuatro carbonos tienen una solubilidad en poliestireno demasiado baja para ser adecuados y otros tienen una solubilidad en poliestireno demasiado alta para ser adecuados.
La Tabla 3 enumera los alquenos fluorados de tres y cuatro carbonos que no son adecuados porque tienen una solubilidad tan baja en polímeros estirénicos que tienden a producir una espuma de densidad alta (superior a 64 kg/m3) cuando constituyen más del 50% en peso de un agente de expansión usado para preparar la espuma. Estos alquenos fluorados no son adecuados como alqueno fluorado requerido en la presente invención.
Tabla 3.
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La Tabla 4 enumera alquenos fluorados de cuatro carbonos que no son adecuados por tener una solubilidad tan alta en el polímero estirénico que actúan como plastificantes fuertes. Por lo tanto, si un agente de expansión consistiera en más del 50% en peso de uno o más de los siguientes alquenos fluorados, la espuma resultante tendría una estabilidad dimensional deficiente debido al efecto plastificante de los agentes de expansión. Nuevamente, estos alquenos fluorados no son adecuados como alquenos fluorados requeridos en la presente invención.
Tabla 4.
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Los alquenos fluorados en la Tabla 2 comprenden más del 50% en peso de la composición del agente de expansión, pero es necesario un agente de expansión adicional que sea más soluble en la matriz polimérica en la composición del agente de expansión para lograr una espuma de calidad.
La concentración total de agentes de expansión de alqueno fluorado en la espuma de polímero es de 0.03 moles o más, preferiblemente de 0.05 moles o más, más preferiblemente de 0.08 moles o más, aún más preferiblemente de 0.1 moles o más por 100 gramos de espuma polimérica y es de 0.3 moles o menos, típicamente 0.2 moles o menos, más típicamente 0.15 moles o menos por 100 gramos de espuma polimérica. Si la concentración de alqueno fluorado es inferior a 0.03 moles por 100 gramos de polímero, hay demasiado poco para contribuir a las propiedades de aislamiento térmico a largo plazo de la espuma polimérica. Si la concentración de alqueno fluorado supera los 0.3 moles por 100 gramos de polímero, la viscosidad de gel del polímero es tan baja que es difícil controlar la formación de espuma estable.
Las espumas poliméricas de la presente invención tienen una densidad de 64 kilogramos por metro cúbico (kg/m3) o menos, preferiblemente 60 kg/m3 o menos, más preferiblemente 48 kg/m3 o menos, aún más preferiblemente 35 kg/m3 o menos, incluso más preferiblemente 30 kg/m3 o menos. Las espumas de menor densidad suelen ser mejores materiales de aislamiento térmico que las espumas de mayor densidad. Sin embargo, las espumas poliméricas de la presente invención suelen tener una densidad de 16 kg/m3 o más para asegurar que la espuma tenga suficiente integridad estructural y resistencia a la compresión para su uso en una variedad de aplicaciones de aislamiento térmico. Mida la densidad según la International Organization for Standardization (ISO) método 845-85.
Es deseable que las espumas poliméricas de la presente invención tengan una conductividad térmica de 36 milivatios por metro*Kelvin (mW/m*K) o menos, preferiblemente 32 mW/m*K o menos y lo más preferiblemente 30 mW/m*K o menos. Mida la conductividad térmica mediante la norma ASTM método C-578 a 10°C después de que la espuma haya envejecido durante 90 días. Alternativamente, calcule los valores de conductividad térmica como se describe en la sección Ejemplo.
La espuma polimérica puede contener aditivos. Los aditivos típicos incluyen agentes atenuantes de infrarrojos (por ejemplo, cualquier tipo de negro de humo, grafito, mica, polvo de aluminio, escamas de aluminio, óxido de aluminio o dióxido de titanio); arcillas tales como arcillas absorbentes naturales (por ejemplo, caolinita y montmorillonita) y arcillas sintéticas; agentes nucleantes (por ejemplo, talco y silicato de magnesio); retardantes de la llama (por ejemplo, retardantes de la llama bromados tal como hexabromociclododecano, retardantes de la llama de fósforo tal como trifenilfosfato y paquetes de retardantes de la llama que pueden incluir sinergistas tales como, por ejemplo, dicumilo y policumilo); lubricantes (por ejemplo, estearato de calcio y estearato de bario); y eliminadores de ácido (por ejemplo, óxido de magnesio y pirofosfato de tetrasodio). Un paquete de retardantes de la llama preferido incluye una combinación de hexahalociclododecano (por ejemplo, hexabromociclododecano) y (tetrabromobisfenol A)-bis(2,3-dibromopropil)-éter. Los aditivos adicionales pueden representar hasta el 25% en peso, típicamente hasta el 20% en peso, más típicamente hasta el 10% en peso del peso total de la espuma polimérica. El peso de aditivo adicional y el peso de material polimérico combinado típicamente representa todo el peso de la matriz polimérica.
Procedimiento
Prepare la espuma de polímero de alquenilo aromático de la presente invención según un procedimiento que comprende las siguientes etapas en orden: (a) proporcionar una composición espumable que comprende un polímero y un agente de expansión, en el que más del 50% en peso del polímero consiste en uno o más polímeros de alquenilo aromático; y (b) expandir la composición espumable para formar una espuma polimérica.
El polímero de la composición espumable es el material polimérico descrito para la espuma polimérica de la presente invención. Al menos el 50% en peso del material polimérico es uno o más polímeros seleccionados de un grupo que consiste en polímeros de alquenilo aromático. Deseablemente, el 75% en peso o más, el 90% en peso o más, el 95% en peso o más, o incluso el 100% en peso del material polimérico es uno o más polímeros de alquenilo aromático. Deseablemente, el polímero de alquenilo aromático se selecciona de polímeros de poliestireno, copolímeros de estireno-acrilonitrilo (SAN) y combinaciones de los mismos.
El agente de expansión comprende uno o más de un alqueno fluorado (es decir, "el uno o más de un alqueno fluorado") seleccionados de un grupo que consiste en los alquenos fluorados enumerados en la Tabla 2. Como se señaló en la discusión de la espuma polimérica, estos agentes de expansión específicos son deseables por su bajo ODP, bajo GWP, baja conductividad térmica y capacidad para preparar espuma de polímero de alquenilo aromático aislante térmico de calidad incluso cuando más del 50% en peso del agente de expansión consiste en uno o más alquenos fluorados.
Los alquenos fluorados de la Tabla 2 comprenden más del 50% en peso de la composición del agente de expansión, pero es necesario un agente de expansión adicional que sea más soluble en la matriz polimérica en la composición del agente de expansión para lograr una espuma de calidad.
En el procedimiento de la presente invención, el uno o más alquenos fluorados representan más del 50% en peso, incluso el 75% en peso o más del peso total del agente de expansión. La concentración del uno o más alquenos fluorados es suficiente para dar cuenta de 0.03 moles o más, preferiblemente 0.05 moles o más, más preferiblemente 0.08 moles o más, aún más preferiblemente 0.1 moles o más por 100 gramos de espuma polimérica y es de 0.3 moles o menos, típicamente 0.2 moles o menos, más típicamente 0.15 moles o menos por 100 gramos de polímero.
El agente de expansión contiene agentes de expansión adicionales además del uno o más alquenos fluorados. Los agentes de expansión adicionales adecuados incluyen uno o más de uno de los siguientes: dióxido de carbono, agua y alcoholes alifáticos que tienen de uno a cinco carbonos tales como metanol, etanol, n-propanol e isopropanol.
Los agentes de expansión adicionales particularmente deseables incluyen uno o ambos de agua y dióxido de carbono.
En una realización, el agente de expansión consiste en el uno o más alquenos fluorados, agua y dióxido de carbono.
La cantidad total de agente de expansión en la composición de polímero espumable es generalmente 5% en peso o más y 30% en peso o menos del peso total de la composición espumable. Alternativamente, la cantidad total de agente de expansión en la composición espumable es generalmente 0.08 mol o más por 100 gramos de composición polimérica espumable y 0.2 moles o menos por 100 gramos de composición polimérica espumable.
El procedimiento de formación de espuma es deseablemente un procedimiento de extrusión. Un procedimiento de extrusión típico requiere preparar una composición espumable fundiendo o ablandando un material polimérico y añadiendo un agente de expansión a una temperatura y presión de adición suficientes para evitar la expansión del agente de expansión. La fusión o el ablandamiento del material polimérico normalmente ocurre en una extrusora, junto con la mezcla de aditivos adicionales. La adición de agente de expansión puede ocurrir en la extrusora o en un mezclador posterior. La expansión de la composición espumable ocurre típicamente expulsando la composición espumable a través de una boquilla a una temperatura de espumado a un medio a una presión más baja que la presión de mezcla y permitiendo que el agente de expansión expanda el material polimérico ablandado para dar una espuma polimérica. Es deseable enfriar la composición espumable antes de expandirla para formar una espuma para que la temperatura de formación de espuma sea más baja que la temperatura de mezcla.
El procedimiento de extrusión puede ser continuo o puede ser un procedimiento semicontinuo tal como un procedimiento de extrusión por acumulación. Un procedimiento de extrusión por acumulación comprende:
1) mezclar un material termoplástico y una composición de agente de expansión para formar una composición polimérica espumable; 2) extruir la composición polimérica espumable en una zona de retención mantenida a una temperatura y presión que no permita que la composición polimérica espumable forme espuma; la zona de retención tiene una boquilla que define un orificio que se abre a una zona de menor presión en la que la composición polimérica espumable forma espuma y una compuerta abrible que cierra el orificio de la boquilla; 3) abrir periódicamente la compuerta mientras se aplica presión mecánica sustancialmente al mismo tiempo por medio de un ariete móvil sobre la composición polimérica espumable para expulsarla desde la zona de retención a través del orificio de la boquilla hacia la zona de menor presión, y 4) permitir que la composición polimérica espumable expulsada se expanda para formar la espuma. El documento USP 4,323,528 describe tal procedimiento en un contexto de fabricación de espumas de poliolefina.
El procedimiento de la presente invención también puede ser un procedimiento de espuma de perlas expandidas. En un procedimiento de perlas de espuma expandible, prepare una composición espumable en forma de perlas o gránulos que comprende una combinación de polímero, cualquier aditivo y agente de expansión. Los métodos de polimerización en suspensión son un medio adecuado para preparar composiciones espumables en forma de perlas o gránulos. En un método de polimerización en suspensión, el monómero se polimeriza a medida que se suspende en un medio (típicamente un medio acuoso) en forma de partículas discretas (que se convierten en perlas o gránulos de polímero). A menudo, un agente de expansión se combina con el monómero a medida que se polimeriza y se incorpora a las perlas o gránulos de polímero. Alternativamente, prepare perlas o gránulos de polímero extruyendo una corriente de polímero y cortando la corriente en piezas del tamaño de perlas o gránulos. El polímero puede contener agentes de expansión químicos o el procedimiento puede incluir embeber las perlas o gránulos de polímero con un agente de expansión para formar una composición espumable en forma de perlas. Las perlas o gránulos de la composición espumable se expanden típicamente dentro de un molde para formar una espuma de polímero que comprende una multitud de perlas (gránulos) de espuma expandida que se adhieren entre sí para formar una "espuma de perlas". La etapa de formación de espuma típicamente implica exponer las perlas (gránulos) de la composición espumable al vapor para ablandar el polímero y estimular la expansión del agente de expansión dentro del polímero. La espuma de perlas tiene una red continua característica de piel de polímero que corresponde a la superficie de cada perla individual que se extiende por toda la espuma y abarca grupos de celdas que se desarrollan dentro de cada perla. En particular, la espuma extruida de la presente invención está libre de una red continua de piel de polímero que abarca grupos de celdas dentro de la espuma.
Es deseable que las espumas de la presente invención tengan un grosor (dimensión perpendicular a una superficie principal de la espuma) de nueve milímetros o más, preferiblemente 10 milímetros o más, aún más preferiblemente 15 milímetros o más y lo más preferiblemente 25 milímetros o más. Las espumas más gruesas son más deseables porque ofrecen una mayor capacidad de aislamiento térmico. Sin embargo, las espumas más gruesas también son más difíciles de preparar que las espumas delgadas tales como lámina de espuma. Aumentar el grosor aumenta la complejidad de controlar la expansión de las celdas de espuma ya que las celdas del núcleo experimentan diferentes fuerzas de resistencia que las celdas de la superficie. En una lámina de espuma que tiene un grosor de nueve milímetros o menos, casi todas las celdas están próximas a la superficie de la espuma. Sin embargo, en espumas más gruesas, ese no es el caso. Por lo tanto, es más difícil controlar la expansión de la espuma para lograr la densidad de espuma y los tamaños de celda deseados en las espumas más gruesas que son deseables para el aislamiento térmico.
Uso
La espuma polimérica de la presente invención es ideal para su uso como material aislante térmico. El alqueno fluorado proporciona capacidad de aislamiento térmico a largo plazo a la espuma y, al mismo tiempo, es respetuoso con el medio ambiente. Un método de uso de la espuma como material aislante térmico comprende la etapa de colocar la espuma polimérica entre dos áreas en el que una de las dos áreas experimenta una temperatura diferente que la otra área. Por ejemplo, el uso de una espuma de la presente invención puede comprender colocar la espuma en una pared de la estructura de un edificio. La espuma polimérica puede servir entonces para aislar térmicamente el interior de la estructura de las fluctuaciones de temperatura en el exterior de la estructura del edificio.
Ejemplos
Los siguientes ejemplos proporcionan ilustraciones de realizaciones de la presente invención. Determine la densidad de la espuma según la norma ISO método 845-85, el tamaño medio de las celdas según la norma ASTM método D3576-04 y el contenido de celdas abiertas según la norma ASTM método D-6226-05.
Calcule los valores de conductividad térmica usando el método descrito por Misic y Thodos en "The Thermal Conductivity of Hydrocarbon Gases at Normal Pressures", A.I.Ch.E. Journal, volumen 7, página 264-67 (junio de 1961) y empleando valores de capacidad calorífica obtenidos usando el método de Joback para calcular la capacidad calorífica (véase, Reid, Prausnitz y Poling, The Properties of Gases and Liquids”. 4a edición, McGraw-Hill Book Company. páginas 154-157 (1987)). Las conductividades térmicas calculadas son para una espuma de 25 mm de grosor a una temperatura media de 10°C después de 90 días de envejecimiento. Use los valores de solubilidad en PS para la solubilidad del polímero y los valores de permeabilidad en PS para la permeabilidad del polímero.
Los valores de partes por cien (pph) en peso se basan en el peso total del polímero a menos que se indique lo contrario. Los alquenos fluorados están disponibles en SynQuest Laboratories, Inc.
Ejemplos (Ej.) 1: espuma de poliestireno con un agente de expansión de alqueno fluorado (no según la invención)
Prepare el Ej. 1 alimentando homopolímero de poliestireno (M de 168000) a una extrusora a una temperatura de aproximadamente 200°C con 0.3 partes en peso por cien de talco y 8 pph de 3-fluoropropeno (CH2=CH-CH2 F) como agente de expansión a una presión de 105 bar para formar una mezcla espumable. Enfríe la mezcla espumable a aproximadamente 123°C y extruya a una presión de aproximadamente 69 bar a través de una boquilla de rendija de alrededor de 3.175 milímetros a presión atmosférica. La espuma resultante (Ej. 1) tiene un grosor de nueve milímetros, una buena calidad de piel, una densidad de 30.2 kg/m3, un tamaño medio de celda de 0.73 milímetros, un contenido de celdas abiertas del 0% y una conductividad térmica calculada a 10°C después de 90 días de aproximadamente 33.4 mW/m*K. El Ej. 1 está libre de poros y tiene una variación de tamaño de celda de 12.3%. El Ej. 1 comprende 0.133 moles de 3-fluoropropeno por 100 gramos de espuma polimérica.
El Ej. 1 ilustra que se puede preparar una espuma de calidad a partir de poliestireno usando 3-fluoropropeno como único agente de expansión.
Ejemplos comparativos (Ejs. Comp.) A y B: tabla 2. Alqueno fluorado en espuma de poliestireno
Prepare espumas de poliestireno como se describe en el Ej. 1, excepto que use 3,3,3-trifluoropropeno (CH2=CH-CF3) como agente de expansión y no incluya talco. La presión de mezcla es de alrededor de 198 bar. Enfríe la mezcla espumable a aproximadamente 129°C y extruya a través de una boquilla de rendija a alrededor de 98 bar para el Ej. Comp. A. enfrié la mezcla espumable a aproximadamente 132°C y extruya a través de una boquilla de rendija a alrededor de 81 bar para el Ej. Comp. B.
El Ej. Comp. A tiene una calidad de piel pobre, una densidad de 81.7 kg/m3, un tamaño medio de celda de 0.3 milímetros, un contenido de celdas abiertas del 17% y una variación del tamaño de celda del 69.5% y una conductividad térmica calculada a 10°C después de 90 días de aproximadamente 28.6 mW/m*K. El Ej. Comp. A comprende 0.083 moles de 3,3,3-trifluoropropeno por 100 gramos de espuma polimérica.
El Ej. Comp. B tiene una piel de mala calidad, una densidad de 57.1 kg/m3, un tamaño medio de celda de 0.36 milímetros, un contenido de celdas abiertas del 15%, una variación del tamaño de celda del 63.4% y una conductividad térmica a 10°C después de 90 días de aproximadamente 26.8 mW/m*K. El Ej. Comp. B comprende 0.083 moles de 3,3,3-trifluoropropeno por 100 gramos de espuma polimérica.
Los ejemplos comparativos A y B ilustran la incapacidad para preparar un bote de espuma de calidad a partir de poliestireno usando un agente de expansión de la Tabla 2, en particular 3,3,3-trifluoropropeno, como único agente de expansión.
Ej. 2: tabla 2. Alqueno fluorado con etanol y dióxido de carbono en poliestireno
Prepare espuma de poliestireno de manera similar a los Ejs. Comp. A y B excepto que use 11 pph de agente de expansión total que tenga una composición de 64% en peso de 3,3,3-trifluoropropeno (CH2=CH-CF3), 9% en peso de dióxido de carbono y 27% en peso de etanol. La presión de mezcla es de aproximadamente 95 bar. enfríe la mezcla espumable a aproximadamente 130°C y extruya la composición espumable a través de una boquilla de rendija a una presión previa de 68 bar y permita que se expanda en forma de espuma (Ej. 2). En particular, incrementar la cantidad de agente de expansión típicamente incrementa la variación del tamaño de celda y, por consiguiente, la probabilidad de no lograr una espuma de calidad.
El Ej. 2 tiene una buena calidad de superficie, una densidad de 29.2 kg/m3, un tamaño medio de celda de 0.085 milímetros, una variación del tamaño de celda de 5.9%, un contenido de celdas abiertas de 18%, está libre de poros y tiene una conductividad térmica calculada a 10°C después de 90 días de aproximadamente 27.2 mW/m*K. El Ej. 2 comprende 0.073 moles de 3,3,3-trifluoropropeno por 100 gramos de espuma polimérica.
El Ej. 2 ilustra una espuma de poliestireno de calidad hecha con más del 50% en peso de alqueno fluorado de la Tabla 2 complementado con dióxido de carbono y etanol.
Ej. 3: espuma de estireno-acrilonitrilo con un agente de expansión de alqueno fluorado (no según la invención)
Prepare el Ej. 3 de manera similar al Ej. 1, excepto que use un copolímero de estireno-acrilonitrilo (15% en peso de acrilonitrilo, Mw de 118000) y no incluya talco. La presión de mezcla es de aproximadamente 119 bar. Enfríe la mezcla espumable a aproximadamente 130°C y extruya a una presión de 75 bar a través de la boquilla de rendija. La espuma resultante (Ej. 3) tiene un grosor de 13 milímetros, una buena calidad de superficie, una densidad de 52.4 kg/m3, un tamaño medio de celda de 1.5 milímetros, un contenido de celdas abiertas del 3.2% y una conductividad térmica calculada a 10°C después de 90 días de aproximadamente 35.4 mW/m*K. El Ej. 3 está libre de poros y tiene una variación de tamaño de celda de 23.0%. El Ej. 3 comprende 0.133 moles de 3-trifluoropropeno por 100 gramos de espuma polimérica.
El Ej. 3 ilustra que se puede preparar una espuma de calidad a partir del copolímero de estireno-acrilonitrilo usando 3-fluoropropeno como único agente de expansión.
Ej. Comp. C: tabla 2. Alqueno fluorado en espuma de estireno-acrilonitrilo
Prepare una espuma de copolímero de estireno-acrilonitrilo como se describe en el Ej. 3, excepto que use 3,3,3-trifluoropropeno (CH2=CH-CF3) como agente de expansión. La presión de mezcla es de aproximadamente 230 bar y la presión de formación de espuma de aproximadamente 106 bar.
La espuma resultante (Ej. Comp. C) tiene una mala calidad de superficie, densidad de 64.6 kg/m3, un tamaño medio de celda de 0.335 milímetros y un contenido de celdas abiertas de 5.1%. El Ej. Comp. C tiene una variación de tamaño de celda del 67.2% y una conductividad térmica calculada a 10°C después de 90 días de aproximadamente 26.9 mW/m*K. El Ej. Comp. C comprende 0.083 moles de 3,3,3-trifluoropropeno por 100 gramos de espuma polimérica.
El Ej. Comp. C ilustra la incapacidad para preparar una espuma de calidad a partir de un copolímero de estirenoacrilonitrilo usando un agente de expansión de la Tabla 2, en particular 3,3,3-trifluoropropeno, como único agente de expansión.
Ej. 4: tabla 2. Alqueno fluorado con agua en espuma de estireno-acrilonitrilo
Prepare una espuma de copolímero de estireno-acrilonitrilo de manera similar a la descrita para el Ej. Comp. C, excepto que use 9.7 partes en peso por cien partes en peso de polímero de un agente de expansión que consiste en 88% en peso de 3,3,3-trifluoropropeno (CH2=CH-CF3) y 12% en peso de agua. La presión de mezcla es de aproximadamente 134 bar y la presión de formación de espuma es de aproximadamente 82 bar.
La espuma resultante (Ej. 4) tiene una buena calidad de superficie, densidad de alrededor de 35.3 kg/m3, un tamaño medio de celda de alrededor de 0.175 milímetros, una variación del tamaño de celda de alrededor de 14.3%, un contenido de celda abierta de 0% y una conductividad térmica calculada a 10°C después de 90 días de aproximadamente 25.7 mW/m*K. El Ej.4 está libre de poros. El Ej.4 comprende 0.088 moles de 3,3,3-trifluoropropeno por 100 gramos de espuma polimérica.
El Ej. 4 ilustra la capacidad de preparar una espuma de estireno-acrilonitrilo de calidad usando un agente de expansión que contiene más del 50% en peso de un alqueno fluorado de la tabla 2, 3,3,3-trifluoropropeno, en combinación con agua.
Ej. 5: tabla 2. Alqueno fluorado con dióxido de carbono y agua en espuma de estireno-acrilonitrilo
Prepare una espuma de copolímero de estireno-acrilonitrilo de manera similar a la descrita para el Ej. Comp. C, excepto que use 9.0 partes en peso por cien partes en peso de polímero de un agente de expansión que consiste en 78% en peso de 3,3,3-trifluoropropeno (CH2=CH-CF3), 11% en peso de dióxido de carbono y 11% en peso de agua. La presión de mezcla es de aproximadamente 135 bar y la presión de formación de espuma es de alrededor de 75 bar.
La espuma resultante (Ej. 5) tiene una buena calidad de superficie, una densidad de unos 34.1 kg/m3, un tamaño medio de celda de alrededor de 0.13 milímetros, una variación del tamaño de celda de alrededor de 7.7%, un contenido de celdas abiertas de 0% y una conductividad térmica calculada a 10°C después de 90 días de aproximadamente 26.2 mW/m*K. El Ej. 5 está libre de poros. El Ej. 5 comprende 0.073 moles de 3,3,3-trifluoropropeno por 100 gramos de espuma polimérica.
El Ej. 5 ilustra la capacidad de preparar una espuma de estireno-acrilonitrilo de calidad usando un agente de expansión que contiene más de 50% en peso de un alqueno fluorado de la tabla 2, 3,3,3-trifluoropropeno, en combinación con dióxido de carbono y agua.
Ej. 6: tabla 2. Alqueno fluorado con dióxido de carbono y agua en espuma de estireno-acrilonitrilo que es retardante de la llama
Prepare una espuma de polímero de estireno-acrilonitrilo de manera similar a la descrita para el Ej. 5, excepto que incluye 2.5 partes en peso por cien partes en peso de copolímero de una composición retardante de la llama que consiste en 95% en peso de hexabromociclododecano, 2% en peso de estabilizador de estaño (Thermcheck PD832), 1% en peso de hidrotalcita DHJT4A y un 2% en peso de antioxidante (NAUGARD™ XL1, NAUGARD es una marca registrada de Chemtura Corporation). La presión de mezcla es de 134 bar y la presión de formación de espuma es de alrededor de 80 bar.
La espuma resultante (Ej. 6) tiene una buena calidad de superficie, una densidad de alrededor de 40.0 kg/m3, un tamaño medio de celda de alrededor de 0.31 milímetros, una variación del tamaño de celda de alrededor de 24.6%, un contenido de celda abierta de 0% y una conductividad térmica calculada a 10°C después de 90 días de aproximadamente 26.6 mW/m*K. El Ej. 6 está libre de poros. El Ej. 6 comprende 0.073 moles de 3,3,3-trifluoropropeno por 100 gramos de espuma polimérica.
El Ej. 6 tiene un contenido de bromo de 1.59%, un índice de oxígeno límite (LOI) de 27.5% y un tiempo de extinción de menos de 5 segundos cuando se mide con la persistencia de llama francesa M1 según el método de ensayo NF-P 92-5001/4 /5. A modo de comparación, el Ej. 5 es similar al Ej. 6, excepto que sin retardante de la llama. El Ej. 5 tiene un LOI de 19.5 y un tiempo de extinción de la llama de 50 segundos.
El Ej. 6 ilustra la capacidad de preparar una espuma de estireno-acrilonitrilo de calidad que tiene propiedades retardantes de la llama mejoradas usando un agente de expansión que contiene más del 50% en peso de un alqueno fluorado de la tabla 2, 3,3,3-trifluoropropeno, en combinación con dióxido de carbono y agua junto con una composición retardante de la llama.

Claims (8)

REIVINDICACIONES
1. Un procedimiento para preparar una espuma de polímero de alquenilo aromático que comprende las siguientes etapas en orden:
(a) proporcionar una composición espumable que comprende un polímero y un agente de expansión, en la que más del 50 por ciento en peso del polímero consiste en uno o más polímeros de alquenilo aromático; y (b) expandir la composición espumable para formar una espuma polimérica;
en el que el agente de expansión consiste en:
uno o más alquenos fluorados a una concentración de 0.03 moles o más y 0.3 moles o menos por 100 gramos de polímero, siendo seleccionado el alqueno fluorado de un grupo que consiste en: 2-fluoropropeno, 1-fluoropropeno; 1,1-difluoropropeno; 3,3-difluoropropeno; 3,3,3-trifluoropropeno; 2,3,3-trifluoropropeno; 1,3,3,3-tetrafluoropropeno; 1,1,3,3-tetrafluoropropeno; 1,2,3,3,3-pentafluoropropeno; 4,4,4-trifluoro-1-buteno; 3,4,4,4-tetrafluoro-1 -buteno; 1,1,3,3,3-pentafluoro-2-metil-1 -propeno; octafluoro-1 -buteno; octafluoro-2-buteno; 2,3,3,4,4,4-hexafluoro-1-buteno; 1,1,1,4,4,4-hexafluoro-2-buteno; 1,1,1,2,4,4,4-heptafluoro-2-buteno; y 1,1,1-trifluoro-2-buteno; y
uno o más agentes de expansión seleccionados de un grupo que consiste en alcoholes que tienen de uno a cinco carbonos, agua y dióxido de carbono;
en el que más del 50 por ciento en peso del agente de expansión consiste en uno o más de los alquenos fluorados;
y
en el que la espuma de polímero de alquenilo aromático comprende una matriz polimérica que contiene uno o más polímeros y define una pluralidad de celdas que tienen un tamaño medio de celda, en el que la espuma de polímero de alquenilo aromático tiene:
(i) un tamaño medio de celda según la norma ASTM método D-3576-04 que está en un intervalo de 0.02 a 5 mm; (ii) una densidad de 64 kg/m3 o menos según la norma ISO método 845-85;
(iii) un contenido de celdas abiertas inferior al 30% según la norma ASTM método D6226-05; y
iv) una variación del tamaño de celda del 30% o menos, según se define en la sección "Términos" de la descripción.
2. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el agente de expansión consiste en uno o más alquenos fluorados y uno o más agentes de expansión seleccionados de dióxido de carbono y agua.
3. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el polímero de alquenilo aromático es uno o más polímeros seleccionados de polímeros de poliestireno, copolímero de estireno-acrilonitrilo y mezclas de los mismos.
4. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que uno o más polímeros de alquenilo aromático comprenden 95 por ciento en peso o más del polímero en la composición espumable.
5. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el procedimiento es un procedimiento de extrusión en el que la etapa (a) incluye ablandar el polímero en una extrusora, mezclar el agente de expansión en el polímero ablandado a una temperatura y presión de adición para formar la composición espumable y luego enfriar la composición espumable a una temperatura de formación de espuma y la etapa (b) incluye expulsar la composición espumable a través de una boquilla a la temperatura de formación de espuma en un ambiente a una presión más baja que la presión de mezcla.
6. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que el procedimiento es un procedimiento de espuma de perlas expandidas en el que la composición espumable en la etapa (a) está en forma de perlas y la etapa (b) incluye vapor que expande las perlas de polímero.
7. El procedimiento de la reivindicación 1, en el que la etapa (b) requiere expandir la composición espumable para formar una espuma de polímero que tiene un grosor de nueve milímetros o más.
8. Una espuma de polímero de alquenilo aromático obtenible mediante un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7.
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