MXPA04012533A

MXPA04012533A - Espuma con superficie compactada.

Info

Publication number: MXPA04012533A
Application number: MXPA04012533A
Authority: MX
Inventors: Geduldig Roland
Original assignee: Roehm Gmbh
Priority date: 2002-07-12
Filing date: 2003-06-12
Publication date: 2005-04-19
Also published as: EP1478687A1; EP1478687B1; WO2004007600A1; ES2343457T3; KR20050025966A; KR100791801B1; CN1653120A; ATE464347T1; US20050182239A1; DE50312614D1; AU2003242689A1; TW200403291A; US7652075B2; DK1478687T3; HK1080099A1; TWI325433B; CN1286891C; DE10231830A1

Abstract

La presente invencion se relaciona con un proceso para producir espumas de ROHACELL(r) con una superficie compactada. Entonces debe aplicarse marcadamente menos adhesivo durante la laminacion y las buenas propiedades mecanicas de las espumas de ROHACELL(r) se retienen. La invencion ademas permite el uso de espumas ROHACELL(r) como un nucleo removible.

Description

ESPUMA CON SUPERFICIE COMPACTADA Campo de la Invención La presente invención se relaciona con un proceso para producir espumas con superficies compactadas, hacia la espuma con superficies compactadas y para la utilización de la espuma de la invención . Tecnología Anterior La patente DE 19 925 787 describe un proceso para la producción de membranas de altoparlantes al laminar un cuerpo de espuma fabricado por ROHACELL® a una capa exterior. La capa exterior sirve para incrementar la fuerza. La laminación se realiza en una prensa a temperaturas superiores a 160°C y a presiones > 0.4 MPa . Nada está dicho sobre las propiedades mecánicas del moldeo con espuma de polímero sintético sólo, sin la capa exterior aplicada por laminación. La patente DE 2 147 528 describe un moldeo con sección transversal celular y con una película coherente integral, el moldeo se produce a través de aplicar calor y presión a un polímero en emulsión hecho de acrílico y ésteres metacrílicos y acetato de vinilo. La película coherente también exhibe mejoras decorativas . La patente DE 2 229 465 describe móldeos celulares con ventanas transparentes integrales. Un polímero de emulsión hecho de acrilatos y metacrilatos se carga a un molde adecuado y formado a través de presionar entre las dos placas de molde calentadas para dar un polímero transparente en los lugares deseados. En ambos casos, se obtienen superficies suaves con alto brillo. En EP 272 359 describe un proceso para producir un cuerpo compuesto en el que un núcleo de espuma se hace de PVC o PU se lamina y se instala dentro de un molde cerrado que corresponde al cuerpo compuesto que será producido. La presión de expansión de la espuma sirve para producir el compuesto entre la espuma y el laminado. O jetivo Los cuerpos de espuma del polímero sintético es fabricado por ROHACELL® son conocidos y se comercializan por ROM GMBH & Co . KG . Estos sirven para la producción de las partes desde un núcleo fabricado por ROHACELL® y una capa exterior. La capa exterior utilizada puede comprender de cualquier tipo conocido de hojas que sean estables cuando se expongan a los parámetros de procesamiento, esta presión y temperatura, son necesarias para la producción del producto final. Estas incluyen películas u hojas de metal que comprenden polipropileno, poliéster, poliamida, poliuretano, cloruro de polivinilo, (meta) acrilato de polimetilo, y/o comprende metal, como aluminio. El uso puede más aún preferentemente hacerse de tapetes o membranas que abarcan fibras de vidrio, fibras de carbono, y/o fibras de aramida. Esta capa exterior utilizada puede también comprender membranas que tienen una estructura de capas múltiples. El uso puede preferentemente hacerse por ejemplo de pre-impregnaciones . Estas son membranas pre- impregnadas con polímeros sintéticos curables, la mayoría tapetes de fibra de vidrio o telas de filamentos de vidrio, las cuales pueden procesarse para dar productos moldeados o semi-terminados a través del moldeo por prensa caliente. Estos incluyen los materiales conocidos como GMT y SMC. Los polímeros sintéticos reforzados con fibra de carbono también son conocidos, estos son particularmente adecuados como capas exteriores. El espesor de la capa exterior está preferentemente en el rango de 0.05 a 10 mm, con preferencia en el rango de 0.1 a 5 mm y muy particularmente preferente en el rango de 0.5 a 2 mm. Un adhesivo también puede utilizarse para mejorar la adhesión.

La cantidad de adhesivo a ser aplicada representa un problema. En las aplicaciones usuales la cantidad de adhesivo es de alrededor de 500 g/m de superficie de adherencia. Para las aplicaciones donde el peso es critico representa un problema, porque parte del adhesivo penetra en los poros de la espuma y se vuelve inevitable para formar la capa de adhesivo. La solución a este problema ha sido utilizar una composición aplicada por una cuchilla ligera para suavizar la superficie de espuma en una operación antes de la aplicación del adhesivo. Sin embargo, este proceso es desventajoso porque requiere de una operación adicional. Un objetivo fue por lo tanto el de proveer un cuerpo de espuma de polímero sintético que exhibe una absorción de resina reducida para la misma adhesión. Solución Los cuerpos de espuma pertinentes para el proceso de la invención están compuestos por una espuma de poli (met) acrilamida . El término (met) acrilico engloba metacrilico, acrílico y mezclas de los dos. Las espumas de poli (meta) archilamida para las capas del núcleo de las membranas contienen unidades repetidas que pueden representarse por la fórmula (I) donde R1 y R2 son idénticos o diferentes y son hidrógeno o un grupo de metilo, y R3 es hidrógeno o un alquilo o una radical de arilo que tiene hasta 20 átomos de carbono, preferentemente hidrógeno. Las unidades de la estructura (I) forman preferentemente más de 30% por peso, particularmente preferente más de 50% por peso, y muy particularmente preferente más de 80% por peso, de la espuma de poli (meta) archilamida . La producción de las espumas de poli (meta) acrilamida rígida que puede utilizarse de acuerdo con la invención son conocidas, y se han revelado en las Patentes GB 1 078 425 y 1 045 229, la Patente DE 1 817 156 (= Patente US 3627 711) o la Patente DE 27 26 259 (= Patente US 4 139 685), por ej emplo . Las unidades de la fórmula estructural (I) pueden formarse, por ejemplo, de unidades adyacentes de ácido (met) acr ilico y de (met) acrilonitrilo a través de reacción de isomeri zación cíclica en calentamiento a 150-250°C (cf. DE-C 18 17 156, DE-C 27 26 259, EP-B 146 892) . Un precurso usualmente se produce primero a través de polimerización de los monómeros en presencia de un iniciador de radical libre a baja temperatura, por ejemplo de 30 a 60°C, con calentamiento subsecuente de 60-120°C, y esto se forma entonces a través de un agente de soplado, a través de calentamiento a alrededor de 180-250°C (ver EP-B 356 714) . Una manera en la que esto pueda lograrse es primero formar un copolimero que contiene ácido (meta) acrí lico y (meta) (acrilonitrilo, preferentemente en una relación molar de 2:3 a 3:2. Estos copolimeros pueden además contener otros comonómeros, por ejemplo, ésteres de acrílico o ácido metacrilico, en particular con alcoholes más bajos que tengan de 1 a 4 átomos de carbono, estireno, ácido maléico o su anhídrido, ácido itacónico o su anhídrido, vinilpirrolidona, cloruro de vinilo o cloruro de vinilideno. La proporción de los comonómeros que son imposibles o muy difíciles de ciclisar, no deben exceder de 30% por peso, preferentemente 10% por peso.

Otros monómeros que pueden utilizarse ventajosamente, nuevamente de una manera conocida, son cantidades pequeñas de agentes reticulantes , por ejemplo acrilato de alilo, metacrilato de alilo, diacrilato de glicol de etileno o dimetacrilato de glicol de etileno o sales de metal polivalentes de ácido acrilico o metacrí lico, por ejemplo metacrilato de magnesio. Las proporciones cuantitativas pueden ser de 0.005 a 5% por peso, por ejemplo. Los precursores más aún pueden comprender aditivos convencionales. Estos incluyen agentes antiestáticos, antioxidantes, agentes de liberación de moho, retardantes de flama, lubricantes, tintes, mejoradotes de flujo, rellenadores, estabilizadores ligeros y compuestos de fósforo orgánico, como fosfitos o fosfonatos, pigmentos, estabilizadores temporizados y plastificadotes . Los iniciadores de polimerización utilizados comprenden aquellos que son convencionales per se para la polimerización de metacrilatos , por ejemplo compuestos azo, como asodiisobutilonitrilo, y también peróxidos, como peróxido de dibenzoilo o peróxido de dilauroilo, o también otros compuestos de peróxido como un peroctanoato de ter-butilo o percátales, o también, cuando sea correcto, iniciadores de redox (crf. en esta conexión H. Rauch-Puntigam, Th. Vólker, compuestos Acrilicos y metacrilicos , Springer, Heidelberg, 1967 o Kira-Othomer , Enciclopedia de Tecnología Química, Vol. 1, pp 285 et seq., John iley & Sons, Nueva York 1978), por ejemplo. Las cantidades presentemente utilizadas de los iniciadores de polimerización son de 0.01 a 0.3% por peso, basados en materiales de iniciación. También puede ser ventajoso combinar los iniciadores de polimerización con diferente tiempo de descomposición y temperatura de descomposición. Un ejemplo de un método altamente adecuado es el uso simultáneo de perpivalato de ter-butilo, perbenzoato de ter-butilo y 2-etilperhexanoato de ter-butilo. Para poner espuma en el copolímero durante la conversión a un polímero que contiene grupos de imida, se usa de una manera conocida de agentes de soplado que forman una fase de gas desde ? 50 hasta 250°C a través de la descomposición o vaporización. Los agentes de soplado que tienen una estructura de amida, por ejemplo urea, monometilurea o N, N' -dimetilurea, formamida o monometilformamida, descompuesto para liberar amoniaco o aminas, que pueden contribuir a la formación adicional de grupos de imida. Sin embargo, se pueden utilizar agentes de soplado libres de nitrógeno, como ácido fórmico, agua o alcoholes alifáticos monohídricos que tiene de 3 a 8 átomos de carbono, por ejemplo propanol, butanol, isobutanol, pentanoles o hexanol.

Las cantidades usuales de agentes de soplado utilizados en la mezcla de reacción son de alrededor de 0.5 a 8% por peso, basados en los monómeros utilizados. Una espuma de polimetacrilamida que pueden utilizarse con preferencia muy particular pueden obtenerse a través de los siguientes pasos, por ej emplo : 1. La producción de una hoja de polímero a través de polimerización de radical libre en presencia de uno o más iniciadores y también, cuando sea correcto, de otros aditivos convencionales, estos se han enlistado anteriormente a manera de ejemplo, compuesto de (a) una mezcla de monómero realizada de 40-60% por peso de metacriloni t j Lo , 60-40% por peso de ácido metacrílico y cuando sea correcto, hasta 20% por peso, basado en la totalidad del ácido metacrílico y metacrilonitrilo, de otros monómeros monofuncionales con instauración de vinilo. (b) de 0.5 a 8% por peso de una mezcla de agente de soplado hecho de formamida o monometilformamida y un alcohol alifático monohídrico que tiene de 3 a 8 átomos de carbono en la molécula. (c) un sistema de agente reticulante que se compone de (c.l) de 0.005 a 5% por peso de un compuesto que tiene instauración vinilica y que tiene por lo menos dos enlaces dobles en la molécula y es capaz de polimerización de radicales libres y (c.2) de 1 a 5% por peso de óxido de magnesio disperso en la mezcla de monómero. 2. espumación de la hoja a temperaturas de 200 a 260°C para obtener la hoja de polimetacrilamida y después , 3. dos pasos de tratamiento de calor, el primer paso compuesto desde 2 hasta 6 horas desde 100 hasta 130°C, y el segundo paso compuesto desde 32 hasta 64 horas desde 180 hasta 220°C. Las polimetacrilamidas con resistencia alta al calor puede más aún obtenerse a través de reaccionar el metacrilato de polimetilo o sus copolímeros con aminas primarias, las cuales de igual manera pueden utilizarse de acuerdo con la invención. Puede mencionarse como representante de esta gran variedad de ejemplos de esta imitación de polímeros análogos a: US 4 246 374, EP 216 505 A2, EP 860 821. La resistencia alta al calor puede lograrse aquí ya sea al utilizar arilamidas (JP 05222119 A2) o al utilizar comonómeros específicos (EP 561 230 A2, EP 577 002 Al) . Sin embargo, los productos de todas estas reacciones no son espumas sino polímeros sólidos que tienen que espumarse en un segundo paso por separado si se desea obtener una espuma. Las técnicas para este propósito se conocen también por las personas habilitadas en la tecnología. Las espumas rígidas de poli (met ) archilamida también pueden obtenerse comercialmente, un ejemplo es ROHACELL® de ROM GMBH, que puede proveerse con varias densidades y dimensiones. La densidad de la espuma de poli (met) archilamida antes de la compactación está preferentemente en el rango de 20 kg/irr1 a 180 kg/mJ, particularmente preferente en el rango de 50 a 110 kg/m3. Antes de la compactación, el grosor del cuerpo de la espuma está en el rango de 1 a 1, 000 mm, en particular en el rango de 5 a 500 mm y muy particularmente de preferencia en el rango de 10 a 300 mm . En el asunto en materia de la invención, la superficie de la espuma puede compactarse al aplicar presión y calor en una prensa. Los procesos conocidos como procesos de moldeo de prensa caliente generalmente pueden utilizarse para este propósito. Estos procesos son bien conocidos por las personas habilitadas en la tecnología y la invención también incluye formas de realización específicas, como el moldeo por prensa de bandas gemelas, moldeo por prensa SMC y moldeo por prensa GMT . El procedimiento de moldeo por prensa preferentemente utiliza espaciadores, conocidos como topes. Estos hacen más fácil el ajuste a un nivel deseado de compactación de la capa del núcleo, pero no se pretende dar como resultado una restricción a la invención. La presión a ejercerse dentro de la prensa es de alrededor de 30% de la fuerza de compresión estática de la espuma. Estos datos están accesibles en las hojas de datos para los grados correctos de ROHACELL®.

La temperatura de la prensa es desde 180°C hasta 240°C. El nivel de la compactación de la superficie puede determinarse a través de la duración del procedimiento de calentamiento. Si las regiones de borde del cuerpo de espuma de polímero sintético se calienta se obtiene una zona de compactación delgada. Si el cuerpo entero de espuma de polímero sintético se calienta, se obtiene una compactación completa . En cada uno de los casos se obtiene una superficie suave. La cantidad de adhesivo que se tiene que aplicar cae dentro del orden de 550 g/m2 o menos de 50 g/ z . Cuando se compara con la espuma sin compactar, la espuma de la invención tiene una rigidez superior con peso bajo. También existe una mejora en el desempeño del impacto, que significa que la superficie de la fuerza de compresión determinada según DIN 5342 es superior que la de la espuma sin compactacion. La superficie suave del cuerpo de espuma de la invención hace posible para la primera vez que se utiliza el cuerpo de espuma de la invención como un núcleo renovable en los componentes de compuestos de fibra . La estructura del poro de la superficie de la espuma anterior hacia difícil o imposible retirar el núcleo, el cual, por lo tanto, era dejado en su lugar. La espuma de la invención ahora permite la remoción del núcleo desde el interior del componente laminado terminado . Los ejemplos de producción son: Ejemplo 1 Compactacion de superficie de ROHACELL® en una prensa 1. Prensa de calor (cerca de la temperatura de espumación) 2. Insertar la espuma fría 3. Cerrar la prensa para generar presión de contacto (de 0 hasta la presión que produce compactación en frío, para ROHACELL® es ideal alrededor de 30% de la fuerza de compresión) 4. La superficie calentada se compacta a través de la regulación adicional de presión y por lo tanto de Cierre adicional de la prensa controlada por fuerza. Las regiones interiores frías permanecen dimensionalmente estables y no son compactadas.

. El grosor final deseado (grado de formación) se prescribe a través de los topes insertados 6. Una vez que el grosor final se ha logrado, la prensa y de esta forma ROHACELL® deben enfriarse. Es importante aquí que ROHACELL® esté dimensionalmente estable después de la remoción. Ejemplo 2 Compactación de superficie de ROHACELL® a través de expansión adicional en una prensa. 1. ROHACELL® y un tope se insertan en una prensa fría o caliente (arriba de la temperatura de espumación) , el grosor de los dos es casi la misma. La presión tiene que ajustarse de tal manera que la contra presión de ROHACELL® al tiempo que se somete a una espumación adicional no abra la prensa o altere la posición de los topes. 2. Si el proceso tiene el propósito de correrse con una prensa que inicialmente es fría, la prensa ahora se calentará a una temperatura de espumación superior . 3. Una vez que la compactación deseada de la superficie se ha logrado a través de una expansión adicional, la prensa debe enfriarse mientras se cierra. Es importante aquí que ROHACELL® esté estable dimensionalmente después de la remoción. Ejemplo 3 Compactación de la superficie de ROHACELL® a través de una expansión adicional en moldes 1. Inserte ROHACELL® en un molde frío o caliente (arriba de la temperatura de espumación) , el grosor es casi el mismo que el de la cavidad. 2. Cierre el molde y, si se utiliza un molde frío, ahora caliente el molde arriba de la temperatura de espumación. 3. Una vez que la compactación de superficie deseada se ha obtenido a través de expansión adicional, el molde debe enfriarse mientras está cerrado. Es importante aquí que ROHACELL® esté dimensionalmente estable después de la remoción.

Ejemplo 4 Compactación de superficie continua de ROHACELL® 1. Se utiliza un elemento adecuado de calentamiento (placas de calentamiento, fuentes de radiación, microondas , aire caliente, rodillos calientes o similares) para calentar el ROHACELL® continuamente (cerca de la temperatura de espumación) . 2. Caudal abajo, el ROHACELL® está compactado en la superficie a través de presión de superficie (rollos fríos, rodillos o similares). De la misma manera o caudal abajo, el ROHACELL® tiene que enfriarse suficientemente para lograr una estabilidad dimensional.

Claims

REIVI DICACIONES 1. Proceso para producir una espuma compactada en la superficie caracterizada porque la espuma se obtiene al calentar y aplicar presión de un molde de espuma de polímero sintético homogéneo disponible comercialmente compuesto de espuma de poli (meta) acrilamida .
2. Un proceso de acuerdo con la Reivindicación 1, caracterizado porque la temperatura de formación es de 170°C a 240°C.
3. El proceso de acuerdo con la Reivindicación 1, caracterizado porque la temperatura de formación es de 200°C a 240°C.
4. El proceso de acuerdo con la Reivindicación 1, caracterizado porque la temperatura de formación es de 180°C a 200°C.
5. El proceso de acuerdo con la Reivindicación 1, caracterizado porque la presión durante el proceso de formación es de 0.1 MPa a 16 Mpa.
6. El proceso de acuerdo con la Reivindicación 1, caracterizado porque la presión durante el proceso de formación es de 0.1 MPa a 1 MPa.
7. El proceso de acuerdo con la Reivindicación 1, caracterizado porque la presión durante el proceso de formación es de 1 MPa a 7 MPa.
8. El moldeo de espuma compactado en la superficie, obtenible a través de un proceso de las Reivindicaciones 1 a la 4, se caracteriza porque la absorción de resina es menor a 500 g/cm2 y porque la fuerza compresiva de la superficie medida de acuerdo con DIN 5342 es menor a 0.4 MPa.
9. La utilización del cuerpo de espuma compactada de la superficie de acuerdo con la Reivindicación 8, como un núcleo removible en una estructura de sándwich.
10. La utilización del cuerpo de espuma compactado en la superficie de acuerdo con la Reivindicación 8 para producir vehículos para utilizarse en agua, en tierra, en el aire o en el espacio .
11. Los vehículos para utilizarse en agua, o en tierra, en el aire o en el espacio, caracterizados porque se producen utilizando un cuerpo de espuma compactado en la superficie de acuerdo con la Reivindicación 8.
12. La utilización de un cuerpo de espuma compactado en la superficie de acuerdo con la Reivindicación 8 para producir partes de vehículos para utilizarse en agua, en tierra, en el aire o en el espacio .
13. Las partes para la producción de vehículos para utilizarse en agua, en tierra, en el aire, o en el espacio, caracterizadas porque éstas se han producido de espuma de acuerdo con la Reivindicación 8.
14. La utilización del cuerpo de espuma con compactación de superficie de acuerdo con la Reivindicación 8 para producir estructuras sándwich en ingeniería mecánica.
15. La utilización de un cuerpo de espuma compactado en la superficie de acuerdo con la Reivindicación 8 para producir estructuras de sándwich en la construcción de equipo deportivo.