MXPA06001504A

MXPA06001504A - Composiciones para tubos de espuma que se pueden recuperar por calor.

Info

Publication number: MXPA06001504A
Application number: MXPA06001504A
Authority: MX
Inventors: Jim J Imperiale
Original assignee: Tyco Electronics Corp
Priority date: 2003-08-07
Filing date: 2004-08-04
Publication date: 2006-05-15
Also published as: CN1863860A; WO2005017027A1; EP1656419A1; EP1656419B1; KR20060130544A; DE602004014282D1; US20050031811A1; CN1863860B; US7413785B2; JP2007533771A; ATE397641T1; CA2534745A1

Abstract

Se proporciona una composicion derretida para una estructura de espuma que se contrae con calor, la cual incluye por lo menos un polimero basico y un agente de soplado hecho de por lo menos un compuesto quimico activado por calor encapsulado por una pluralidad de caparazones polimericas. La composicion derretida tambien puede incluir un promotor de reticulacion u otros aditivos. Tambien se proporciona un metodo para la fabricacion de un tubo de espuma de polimero que se contrae por calor. Se proporciona una composicion derretida que contiene por lo menos un material basico de polimero que tiene una temperatura de fusion y un agente de soplado que tiene una temperatura de activacion. La composicion derretida es mezclada en una temperatura elevada. Luego la composicion derretida es extruida a traves de un dado a una temperatura alta. Entonces es procesado el tubo de espuma extruido, frecuentemente procesado por calor. Adicionalmente se proporciona un tubo de polimero de espuma que se contrae por calor que contiene una capa interior y una capa exterior de un tubo de polimero de espuma extruido, en donde cada capa esta hecha de al menos de un polimero basico y un agente de soplado y el agente de soplado incluye un compuesto quimico activado por calor encapsulado en una pluralidad de caparazones de polimero.

Description

COMPOSICIONES PARA TUBOS DE ESPUMA QUE SE PUEDEN RECUPERAR POR CALOR Campo de la Invención La presente invención se refiere a un tubo de espuma polimérica el cual ha sido recuperado por calor, es decir, contraído por calor. Más específicamente, se refiere a un tubo de espuma polimérico extruido que incluye un agente de soplado encapsulado y dispersado. Antecedentes de la Invención Con frecuencia se requiere un aislamiento, acolchado o cubierta protectora para una variedad de substratos, tales como cables metálicos, varillas, tubos u otras formas irregulares alargadas, tales como agarraderas y sujetadores, en un amplio rango de aplicaciones, desde las herramientas y accesorios hasta la ropa. Un recubrimiento de polímero de espuma es un método efectivo y no costoso para proporcionar dicho aislamiento o acolchado. En particular, la estructura de espuma tubular puede ser extruida y formada en un tubo que se puede contraer por calor. Cuando el substrato es insertado en el tubo de espuma y luego el tubo es calentado arriba del punto de fusión del polímero utilizado en la composición del polímero del tubo, el tubo de espuma de polímero que se contrae por calor se recuperará de una manera cómoda sobre el substrato.

La extrusión es un proceso continuo de moldeado utilizado con frecuencia con materiales de polímero. En la extrusión, un material de polímero es calentado continuamente y trabajado mecánicamente en una carga homogénea de un fluido viscoso en la fase derretida. Alternativamente, el polímero puede ser introducido en el aparato de extrusión, ya en una fase derretida. La carga caliente entonces es forzada a través de un dado de extremo abierto. El polímero es extruido del dado en la forma general del dado, con frecuencia, es una forma anular. El derretido extruido entonces es solidificado por enfriamiento por aire o extinción por agua del material extruido. Para hacer un artículo que se pueda recuperar por calor, el material solidificado generalmente es reticulado y luego expandido mecánicamente. La aplicación de calor a los artículos expandidos ocasiona que se recuperen, generalmente mediante la contracción, aproximadamente a su forma original sin expandir. Cuando se desea el extruido de espuma, el derretido del polímero con frecuencia es mezclado con un agente de soplado. Los agentes químicos de soplado generalmente se encuentran en la forma de polvos finos activados por calor, tales como bicarbonato de sodio o azodicarbonamida. Cuando el material de polímero que contiene el polvo del agente de soplado es calentado y derretido, el volumen del polvo se descompone y forma bolsas y balones de gas dentro de la estructura del derretido de polímero. El gas se disuelve inmediatamente en el derretido de polímero y principalmente permanece disuelto dentro del derretido debido a las altas temperaturas prevalecientes en el extrusor en las condiciones del proceso de extrusión. Sin embargo, en el proceso convencional de extrusión de tubo de formación de un tubo de material de polímero de espuma, algo del gas disuelto es liberado en la cavidad interior del tubo de espuma de polímero extruido conforme sale el material polimérico derretido del dado. Esto puede conducir a deformidades en la forma y dimensiones del producto final. Alternativamente, han sido introducidos agentes de soplado físicos dentro del derretido de polímero después al final del proceso de extrusión, es decir, después de calentar el polímero, pero antes del bombeado final del derretido de polímero a través del dado de extrusión. Dicho proceso todavía sufre de las mismas desventajas que el proceso convencional descrito anteriormente y variaciones en la forma del tubo de espuma de polímero y las dimensiones todavía están presentes en niveles inaceptables. Además, el tamaño de la celda de la espuma en el producto acabado tiene una uniformidad deficiente, lo cual puede impactar de manera adversa la capacidad del tubo para expandir su diámetro después del paso de reticulación.

Por consiguiente, existe la necesidad de una composición de un derretido de polímero para que sea utilizada para la extrusión del tubo, la cual creará un material polimérico de espuma con capacidad de formarse en una estructura de espuma útil que se puede contraer por calor, preferentemente en un proceso continuo, tal como la extrusión del tubo o un proceso de moldeado soplado del tubo hueco, pero que no permita que se escapen los gases y se deforme la estructura tubular. Sumario de la Invención De acuerdo con una modalidad de la presente invención, se proporciona una composición derretida para una estructura de espuma que se contrae por calor. La composición comprende por lo menos un polímero básico y un agente de soplado. El agente de soplado mismo comprende por lo menos un compuesto químico activado por calor con una caparazón polimérica que encapsula el compuesto químico activado por calor. De acuerdo con otra modalidad de la presente invención, se proporciona una composición derretida para una estructura de espuma que se contrae por ca\or. La composición comprende desde aproximadamente el 80% hasta aproximadamente el 99.9% en peso de un polímero básico de copolímero de etileno/acetato de vinilo, de aproximadamente el 0.1% hasta aproximadamente el 10% en peso de un agente de soplado y opcionalmente, de aproximadamente el 0% hasta aproximadamente el 19.9% en peso de un rellenador opcional.

De acuerdo todavía con otra modalidad de la presente invención, se proporciona un método para la fabricación de un tubo de espuma de polímero que se contrae por calor. Primero se proporciona una composición derretida, la cual comprende por lo menos un material básico de polímero que tiene una temperatura de fusión y un agente de soplado que tiene una temperatura de activación. La composición derretida es mezclada en una temperatura elevada. Entonces la composición es extruida a través de un dado en una temperatura alta. El tubo de espuma extruido entonces es procesado posteriormente. De acuerdo todavía con una modalidad adicional de la presente invención, se proporciona un tubo de polímero de espuma que se contrae por calor que comprende por lo menos una capa interior y una capa exterior de un tubo de polímero de espuma extruido, estando hecha cada una de las capas de por lo menos de un polímero básico y un agente de soplado, en donde el agente de soplado comprende un compuesto químico activado por calor encapsulado en la caparazón del polímero. Otros aspectos de la presente invención se podrán apreciar en relación con la siguiente descripción de la misma.

Breve Descripción de los Dibujos La figura 1 es una vista en perspectiva de un tubo de polímero de espuma de una modalidad de la presente invención, el cual tiene una superficie interior y una superficie exterior; y La figura 2 es una vista en perspectiva de un tubo de polímero de espuma de una modalidad de la presente invención que tiene una capa interior y una capa exterior, con una capa intermedia colocada entre las dos capas. Descripción Detallada de la Invención Una composición para un polímero de espuma de acuerdo con la presente invención comprende por lo menos una composición básica de polímero y un agente de soplado. Además, la composición (a la que también nos referimos como una composición derretida) puede incluir rellenadores opcionales, por ejemplo, antioxidantes, promotores de reticulación, estabilizadores de calor, colorantes, retardantes de flama y similares. El material básico de polímero de la composición es seleccionado de modo que se derrita fácilmente, resista el calor y la presión de la extrusión sin degradarse y se mezcle de manera homogénea con el agente de soplado. El polímero termoplástico cubre todos estos requerimientos de un polímero básico. Las composiciones preferidas del polímero básico incluyen, sin limitación, polietilenos, incluyendo polietileno de muy baja densidad, polietileno de baja densidad, polietileno de densidad media, polietileno de alta densidad y etileno polimerizado con metaloceno; copolímeros de etileno que contienen C4-C10 olefina, copolímeros y terpolímeros de polietileno con acetato de vinilo, acetato alquilo, ácido acrílico, anhídrido maleico o ácido carboxílico; polipropileno, hules de etileno propileno dieno (EPD ); hules de butadieno estireno; mezclas de hule con poliolefinas; poliuretanos; poliamidas; poliésteres; polisiloxanos; fluoropolímeros; otros polímeros termoplásticos; y mezclas de dos o más de estos. Con frecuencia se desea mezclar un polímero que tiene un nivel relativamente alto de cristalinidad con un polímero que tiene un nivel relativamente bajo de cristalinidad, con el objeto de lograr las propiedades específicas de recuperación por calor. Un polímero básico preferido puede ser obtenido en DuPont, un copolímero de etileno/acetato de vinilo (EVA) que se comercializado bajo el nombre comercial de Elvax™ 460. La selección del material básico de polímero depende del uso final del producto y cualquier otro material o se refiere al proceso, como es conocido por aquellos expertos en la técnica. Por ejemplo, un polímero básico para utilizarlo en un tubo que pueda ser instalado fácilmente en una temperatura baja de contracción por calor y que tenga una sujeción cómoda, tal como un contenido alto de acetato de vinilo (es decir, por lo menos el 15% en peso) se podría utilizar el polímero EVA, o la mezcla de polímero EVA-EPDM, para crear una protección en un accesorio para exteriores, tal como una segadora, mientras que un polímero básico que puede resistir el ataque de los químicos corrosivos, tal como un copolímero de fluoruro de polivinilideno/hexafluoropropileno, puede ser utilizado para crear un aislamiento para el tubo. El polímero básico generalmente está presente en una cantidad de aproximadamente el 80% en peso hasta aproximadamente el 99.9% en peso de la composición derretida, preferentemente de aproximadamente el 90% en peso hasta aproximadamente el 99.9% en peso de la composición derretida. La presente invención utiliza un agente de soplado en la forma de una pluralidad de caparazones poliméricas que encapsulan un compuesto químico activado por calor. Estas cápsulas con frecuencia son denominadas microbalones. El compuesto químico seleccionado de preferencia es líquido a temperatura ambiente, y tiene un punto de ebullición relativamente bajo, es decir, menos de 50°C. El compuesto químico específico y los materiales de la caparazón polimérica son seleccionados, de modo que las caparazones poliméricas permanezcan intactas durante el rigor de la extrusión, más específicamente, se selecciona un material de caparazón de polímeros, de modo que la caparazón no se degrade o derrita bajo el calor y presión utilizados en el proceso de mezclado y no se rompa durante las fuerzas aplicadas del proceso de extrusión. Los microbalones también tienen una temperatura de activación en la cual el líquido encapsulado comienza a hervir y se convierte en un gas. En esta temperatura de activación, las caparazones de polímero son lo suficientemente suaves para comenzar a expandirse y permitir el aumento en el volumen conforme el compuesto químico entra en la fase gaseosa mientras todavía está encapsulando el compuesto químico de manera efectiva. Esta expansión de los microbalones forma los huecos en el polímero básico con el objeto de crear el material de espuma. Generalmente, la temperatura de activación comprende un rango con el objeto de acomodar las diferencias en el tamaño del microbalón en un lote del producto particular. Además, los agentes de soplado encapsulados con frecuencia son definidos en términos de una temperatura mínima de expansión (o rango de temperatura), es decir, la temperatura en la cual el encapsulante comienza a expandirse y una temperatura máxima de expansión (o rango de temperatura), es decir, la temperatura, en la cual el encapsulado ha terminado la expansión. La temperatura de activación generalmente es algo más baja que la temperatura máxima de expansión.

La caparazón polimérica puede comprender, sin limitación, polímeros y copolímeros de cloruro de vinilo, cloruro de vinilideno, acrilonitrilo, metacrilonitrilo, estireno, o combinaciones de los mismos. De preferencia, la caparazón polimérica encapsula un líquido basado en hidrocarburo tal como ¡sopentano o isobutano. En una modalidad preferida de la presente invención, la caparazón del polímero sin expandir preferentemente tiene un diámetro en un rango de aproximadamente 3 µ?t? hasta aproximadamente 60 µ?t?, más preferentemente de aproximadamente 6 µ?t? hasta aproximadamente 40 µ?t?. La densidad del agente de soplado encapsulado sin expandir generalmente es menor de 25 kg/m3. El agente de soplado encapsulado sin expandir de preferencia es usado en un porcentaje en peso de aproximadamente el 0.1% y aproximadamente el 10% de la composición derretida, más preferentemente entre aproximadamente el 1% y aproximadamente el 7% de la composición derretida y aún más preferentemente entre aproximadamente el 2.5% y aproximadamente el 6% de la composición derretida, aunque la cantidad del agente de soplado utilizada es en función del tipo de polímero, el tipo de agente de soplado y la presencia de rellenadores opcionales. Un agente de soplado encapsulado preferido son los microbalones poliméricos Expancel™, que se consiguen en Expancel, Inc. En general, dichos microbalones tienen un diámetro sin expandir desde aproximadamente 6 µ?? hasta aproximadamente 40 µ?? y un diámetro expandido entre 20 µp? y aproximadamente 150 µ? . Más preferentemente, el agente de soplado activado por calor encapsulado es Expancel™ 091-DU-80 o Expancel™ 092-DU-120, ambos de los cuales tienen caparazones poliméricas que comprenden copolímeros de acrilonitrilo y metacrilonitrilo, y ambos de los cuales encapsulan el isopentano. La selección del agente de soplado depende, en parte, del polímero básico seleccionado para la aplicación y las temperaturas de procesamiento utilizadas en el proceso de extrusión. Existen dos zonas de temperatura importantes en la extrusión o proceso de moldeado soplado - la zona de temperatura de derretido de la mezcla, en donde ocurre el derretido del polímero básico, y la zona de temperatura del dado de extrusión. La temperatura de la zona de derretido de la mezcla es seleccionada para que se encuentre en una temperatura más alta que la temperatura de fusión del polímero básico. La temperatura de fusión es definida como el pico de la endotermia de un trazo de calorímetro de exploración diferencial (DSC). Cuando la composición derretida comprende más de un polímero, y está presente más de un pico en el trazo DSC, la temperatura de fusión se define como el pico de temperatura más alto. Sin embargo, con el objeto de crear una espuma estable, uniforme, se prefiere que los microbalones de agente de soplado no comiencen a expandirse hasta o justamente ligeramente antes, del momento cuando la mezcla del polímero es extruida a través del dado, y no prematuramente. Preferentemente, el agente de soplado se seleccionará de modo que su temperatura de activación sea más alta que la de la zona de temperatura de derretido de la mezcla, pero más baja que la de la zona de temperatura del dado de extrusión. Por lo tanto, se prefiere seleccionar un agente de soplado con una temperatura mínima de expansión arriba de la temperatura de fusión del polímero básico, de modo que no ocurra la expansión mientras el material del polímero básico se está derritiendo. Más preferentemente, el agente de soplado seleccionado tiene una temperatura mínima de expansión más alta que la temperatura deseada de la mezcla en el paso de derretido del proceso de extrusión. Con el objeto de producir un tubo que se recupera por calor, el material de polímero con frecuencia es reticulado. La reticulación le da al polímero una "memoria" de su forma actual, y le da al tubo de polímero acabado la capacidad para contraerse o cambiar de otra manera la forma en el momento del calentamiento. La reticulación también aumenta la rigidez estructural del material de espuma y asegura que la espuma no se descomprimirá, o se "aplanará" cuando es expandido o contraído por calor. La reticulación puede ser lograda por medios químicos o de radiación, y la mezcla de polímeros puede comprender agentes de reticulación o promotores para aumentar la cantidad de reticulación entre las cadenas separadas del polímero. Existen dos tipos generales de promotores de reticulación - los promotores químicos de reticulación y los promotores de radiación de reticulación. Cualquiera o ambos de estos tipos de promotores de reticulación puede ser utilizado, aunque para algunas modalidades más preferidas, se prefiere que solamente se utilice el promotor de reticulación por radiación. Un promotor de reticulación por radiación actúa como un catalizador para la reticulación del polímero cuando es expuesto a la radiación, tal como la radiación de un rayo de electrones de alta energía. Los promotores de reticulación por radiación pueden ser seleccionados entre aquellos que se utilizan convencionalmente para promover la reticulación de polímeros, incluyendo, cianurato trialilo (TAC), ¡socianurato trialilo (TAIC), trimelitato trialilo, trimelitato trialilo, piromelitato tetralilo, y dualmente esteres de 1 , 1 ,3-trimetil-5-carboxi-3-(4-carboxifenil)indeno, trimelitato de trimetilolpropano (TMPT ), trimetacrilato de pentaeritriol, ¡socianurato de tri(2-acriloxiet¡lo), trimelitato de tri-(2- metracriloxietilo) y similares, y combinaciones de los mismos. Un promotor de reticulación por radiación preferido es el TMPTM, que se consigue comercialmente como Sartomer™ SR 350 en Sartomer Company. También se pueden agregar retardantes de flama en una cantidad que proporciona el retardo de flama efectivo para el tubo de espuma. Los retardantes de flama adecuados generalmente comprenden, aromáticos polibrominados, tales como decabromodifenilo, en combinación con materiales inorgánicos, tales como trióxido de antimonio. También se pueden emplear otros rellenadores, tales como antioxidantes, promotores de adhesión, bloqueadores de rayos UV, plastificadores, colorantes, estabilizadores de calor y otros aditivos en cantidades convencionales. Dichos aditivos pueden ser seleccionados basados en el uso final del producto, como es conocido por aquellos expertos en la técnica. La cantidad de los rellenadores opcionales (los cuales en esta descripción incluyen tanto los promotores de reticulación como los retardantes de flama, así como los otros rellenadores y aditivos a los que se hizo referencia anteriormente) presentes en la composición derretida depende del tipo y cantidad del polímero básico y el agente de soplado encapsulado, así como de las propiedades físicas deseadas. En general, la cantidad de rellenadores opcionales es cuando mucho de aproximadamente 35% en peso de la composición derretida, preferentemente cuando mucho de aproximadamente 20% en peso de la composición derretida, y particularmente, cuando mucho de aproximadamente 10% en peso de la composición derretida, es decir, de aproximadamente el 0% hasta aproximadamente el 19.9% en peso de la composición derretida. El proceso de extrusión para un polímero de espuma de acuerdo con la presente invención, es similar al que es conocido por aquellos expertos en la técnica. Primero, el polímero básico es mezclado con un agente de soplado y otros elementos de la composición del polímero de espuma. La mezcla realizada mediante cualquier método conocido por aquellos expertos en la técnica; preferentemente, el mezclado ocurre por medio de un tipo de mezclador Banbury. También se puede emplear de manera exitosa un aparato de mezclado de tornillo doble. La mezcla ocurre en una temperatura elevada seleccionada para que sea lo suficientemente alta para que se derrita el polímero básico durante la mezcla, pero no lo suficientemente alta para activar los otros componentes de la mezcla de polímero, tales como el agente de soplado o cualquier promotor de reticulación, si está presente. Por lo tanto, se prefiere que el paso de mezclado tenga lugar en una temperatura más alta que la temperatura de fusión del polímero básico seleccionado, pero debajo de la temperatura mínima de activación del agente de soplado. La mezcla de polímero mezclada en una fase derretida, es entonces extruida a través de un dado, como es conocido en la técnica. Para la aplicación actual, el dado de preferencia es un dado de forma de anillo o anular; sin embargo, el dado puede ser de cualquier otra forma conocida en la técnica y preferida para un resultado final seleccionado. La temperatura de la mezcla de polímero después del derretido y mezclado, pero antes de la extrusión, puede ser ajustada independientemente de la temperatura en el momento y punto de la extrusión. Preferentemente, la temperatura posterior al mezclado y previa a la extrusión es ajustada a una temperatura igual a o más alta que la temperatura de mezclado, pero menor que la temperatura de activación de los componentes de la mezcla de polímero. Más preferentemente, la temperatura posterior a la mezcla, y previa a la extrusión, es ajustada a una temperatura más alta que la temperatura de mezcla, pero menor que las temperaturas mínimas de activación de los componentes de la mezcla de polímero. La temperatura en el punto de extrusión de preferencia es ajustada bastante arriba de la temperatura mínima de activación de por lo menos el agente de soplado, es decir, por lo menos 10°C arriba. Esperando hasta justamente antes que la extrusión alcance una temperatura que active el agente de soplado, se ha descubierto que entonces se crea una espuma más uniforme y estable. En el momento de la activación, el líquido que se encuentra dentro de las cápsulas de polímero del agente de soplado cambia la fase a una condición gaseosa, y la cápsula se expande para crear una bolsa de gas. Por lo tanto, la composición derretida toma preferentemente la forma deseada, es decir, mediante la extrusión y la formación de espuma aproximadamente al mismo tiempo. La composición derretida deja el proceso de extrusión en la forma de un tubo de polímero de espuma que todavía no ha sido expandido en su tamaño. Una vez que el tubo ha pasado por la extrusión y la formación de espuma, los microbalones del agente de soplado se encuentran en una condición completamente expandida, y el polímero básico se encuentra en una condición derretida, es decir, en una condición similar a un líquido altamente viscoso. Conforme el tubo de espuma extruida comienza a enfriarse justo después de la extrusión, el polímero comienza a solidificarse alrededor de los microbalones expandidos. Entonces los microbalones son congelados en una condición expandida, creando los huecos de la espuma. Después de la extrusión, el tubo de polímero de espuma pasa por un procesamiento posterior, que generalmente incluye un paso que comprende la exposición al calor. En un primer paso preferido, el tubo de polímero de espuma puede ser reticulado. Dependiendo del tipo del proceso de reticulación utilizado, el tubo es irradiado o calentado a la temperatura apropiada para activar el promotor químico de reticulación. La radiación ocurre por cualquier método conocido en la técnica, tal como una radiación de rayos de electrones de energía alta. El proceso de la reticulación de los hilos del polímero en la espuma es para proporcionar al tubo una "memoria" de la forma y diámetro del tubo actual, así como la estabilidad estructural arriba del punto de fusión de la resina básica. Luego, el tubo es expandido por cualesquiera medios conocidos en la técnica, tales como el formado en un mandril, o el uso de un aparato de vacío. Preferentemente, el tubo es expandido mediante el proceso de expansión diferencial de presión. En la expansión de diferencial de presión, el tubo de polímero de espuma primero es calentado a una temperatura suficiente para derretir las regiones cristalinas del polímero del tubo de polímero de espuma. El tubo caliente entonces es sometido al diferencial de presión a lo largo de la pared del tubo mientras que se mantiene la temperatura elevada. El diferencial de presión, de preferencia es de modo que la presión del aire dentro del tubo sea mayor que la del exterior del tubo. Los métodos para imponer este diferencial de presión de aire son conocidos por aquellos expertos en la técnica. El diferencial de presión de aire expande el diámetro del tubo. El diferencial de presión está directamente relacionado con el diámetro expandido acabado del tubo de polímero de espuma, ajustando el diferencial de presión y/u otras variables, por ejemplo, el dimensionamiento del diámetro interno del dado y se puede lograr un diámetro expandido deseado. Después de que el tubo ha sido expandido y mientras es mantenido el diferencial de presión, el tubo de polímero de espuma es enfriado rápidamente si ha sido calentado durante la expansión. Este enfriamiento rápido congela las posiciones de la espuma de polímero físicas en su lugar en la condición expandida. El enfriamiento también sirve para solidificar el tubo de polímero de espuma. Después del enfriamiento, el tubo de polímero de espuma permanecerá en su condición expandida hasta que es calentado de nuevo. Una vez que el tubo expandido se vuelve a calentar o se "recupera", se volverá a contraer a aproximadamente su tamaño original. En una modalidad preferida, se puede utilizar un método de capas múltiples, en donde el tubo de polímero es hecho de una primera capa interior y una segunda capa exterior, ambas hechas mediante el proceso descrito anteriormente. Las dos capas pueden ser co-extruidas. En dicha modalidad, los materiales de las capas interior y exterior pueden comprender el mismo polímero básico o un polímero diferente y el mismo o un diferente agente de soplado. Las capas interior y exterior pueden tener propiedades mecánicas significativamente diferentes, o pueden haber formado la espuma a diferentes niveles de contenido de huecos, como para diseñar el funcionamiento general del producto para las necesidades del usuario final específico. Por ejemplo, se logra un equilibrio excelente de suavidad, sensación al tacto, características de amortiguamiento de la vibración, robustez mecánica y atributos de funcionamiento de contracción por calor, cuando la capa interior es hecha de un material de polímero básico semi-cristalino, y se forma la espuma en un nivel más bajo del contenido de huecos, mientras que la capa exterior se hace de un material de polímero básico elastomérico o amorfo en una mezcla y se forma la espuma en un nivel más alto de contenido de huecos. (El contenido de huecos puede ser determinado comparando la gravedad específica de la composición derretida en su condición sólida sin expandir con la gravedad específica de la composición después de que ha sido expandida). De un modo similar, se pueden agregar un rellenador de pegado, tal como las resinas novolak, polimeriza parcialmente las resinas, ésteres de resina de aceite de sebo o resinas termoplásticas aromáticas de bajo peso molecular a la capa interior. Un agente de pegado aumenta la calidad adhesiva de la superficie de espuma, y mejora su adherencia al substrato sobre el cual sería instalada la espuma de polímero que se contrae por calor. Para muchas aplicaciones, el funcionamiento de la capacidad de recuperación por calor es mejorado cuando una de las capas comprende un polímero básico que tiene un nivel importante de cristalinidad, es decir, por lo menos del 10%. Pueden estar presentes capas adicionales en el tubo de polímero. Por ejemplo, una capa adhesiva que no es de espuma, preferentemente agregada después de la formación de espuma del tubo, puede estar presente en la superficie interior del tubo con el objeto de mejorar el enlace a un substrato. Alternativamente, puede estar presente una capa intermedia, ya sea de espuma o no espuma, para proporcionar un soporte estructural. La presente invención está ilustrada por medio de los dibujos, en los cuales la figura 1 es una vista en perspectiva de un tubo de espuma 1 de la presente invención, en el cual la composición de mezcla 3 en la forma de un tubo tiene una superficie interior 5 y una superficie exterior 7. La figura 2 es una vista en perspectiva de otro tubo de espuma 1 de la presente invención. En esta modalidad, la capa intermedia 13 está colocada entre la capa interior 11 y la capa exterior 15. EJEMPLO Una formulación de ejemplo para una composición que forma espuma utilizando un agente de soplado encapsulado se presenta en la tabla 1 siguiente.

TABLA 1 Composición de Tubo de Polímero de Espuma de Ejemplo De acuerdo con la literatura del producto del proveedor, el agente de soplado seleccionado Expancel™ 092 DU-120, tenía un tamaño de partícula de 28 a 38 µ?t?, (basado en el diámetro de peso promedio), una temperatura mínima de expansión de 116°C a 126°C, una temperatura máxima de expansión de 190°C a 202°C, y una densidad menor de 14 kg/m3 (basado en el análisis electromecánico). En la preparación de la mezcla de polímero de ejemplo para la extrusión, fue adaptado el mecanismo de mezclado de tornillo doble con un dado de cuerdas de tres agujeros, con un diámetro de aproximadamente 3.2 mm (0.125 pulgadas). El derretido y la mezcla se llevaron a cabo entre una temperatura de aproximadamente 95°C y aproximadamente 110°C en un rango de alimentación de aproximadamente 6.8 kg/hr (15 libras/hora), mientras que los tornillos estuvieron girando en aproximadamente 72 revoluciones/minuto. No se observó formación de espuma en los hilos extruidos cuando se examinaron bajo un microscopio 30X. Entonces el compuesto fue granulado y extruido a través de un extrusor de un solo tornillo de 51 mm (2 pulgadas), 24:1 L/D utilizando el herramental estándar disponible comercialmente. Los parámetros del proceso de extrusión utilizados en esta modalidad se encuentran a continuación en la Tabla 2. Se tuvo cuidado de expandir los microbalones del agente de soplado calentándolos arriba de su temperatura mínima de expansión en las etapas finales de su viaje a través del extrusor. Esto se realizó elevando las temperaturas del barril de extrusión y la cruceta de cabeza que contiene el dado a aproximadamente, pero no arriba de, la temperatura de expansión máxima recomendada del agente de soplado. Como se indicó anteriormente, la temperatura de expansión recomendada máxima para el agente de soplado de la presente modalidad de ejemplo es entre aproximadamente 190°C, y aproximadamente 202°C.

TABLA 2 Parámetros del Proceso de Extrusión El tubo de espuma extruida que había mantenido el diámetro interno del dado de aproximadamente 9.7 mm (0.380 pulgadas), luego pasó a través de un proceso de expansión. El tubo de espuma extruido primero fue radiado con aproximadamente 6.1 Mrad utilizando un rayo de electrones de 1.5 MeV para obtener una red de polímero reticulada en la resina básica. El tubo que forma espuma entonces fue expandido empleando el diferencial de presión entre lad superficies interior y exterior del tubo. En la presente modalidad de ejemplo, el calentamiento previo a la expansión tuvo lugar a una temperatura de aproximadamente 130°C. Luego, se aplicó el diferencial de presión en la pared del tubo para expandir el tubo a un diámetro interno de aproximadamente 20 mm (0.8 pulgadas). Mientras se sometía a la presión diferencial, el tubo fue pasado a través de una zona de enfriamiento a una velocidad de aproximadamente 7.6 m/minuto (25 pies/minuto). Los parámetros adicionales utilizados en el proceso de expansión de la modalidad de ejemplo, se encuentran en la Tabla 3. TABLA 3 Detalles de Expansión La Tabla 4 siguiente proporciona las características mecánicas deseadas del producto terminado hecho mediante este procedimiento de ejemplo. Al momento de calentamiento del tubo de polímero de espuma expandida, el tubo se volvió a recuperar a aproximadamente el diámetro interior original extruido.

TABLA 4 Características del Producto Por lo tanto, se pretende que la descripción detallada anteriormente sea considerada como ilustrativa, en vez de limitativa y deberá quedar entendido que son las siguientes reivindicaciones, incluyendo todos los equivalentes, las que pretenden definir el espíritu y alcance de la presente invención.

Claims

REIVINDICACIONES 1. Una composición derretida para una estructura de tubo que se contrae por calor, comprendiendo dicha composición: (1) por lo menos un polímero básico; y (2) un agente de soplado, comprendiendo dicho agente de soplado: (a) una pluralidad de caparazones poliméricas; y (b) por lo menos un compuesto químico activado por calor, estando encapsulado dicho compuesto químico activado por calor en dichas caparazones poliméricas.
2. La composición derretida tal y como se describe en la reivindicación 1, caracterizada porque dicho al menos un polímero básico comprende un termoplástico.
3. La composición derretida tal y como se describe en la reivindicación 2, caracterizada porque el termoplástico es seleccionado del grupo consistente de: polietileno de muy baja densidad, polietileno de baja densidad, polietileno de densidad media, polietileno de alta densidad, etileno polimerizado con metaloceno, copolímeros de etileno que contienen C4-C10 olefina, copolímeros y terpolímeros de polietileno con acetato de vinilo, acetato alquilo, anhídrido maleico o ácido carboxílico, polipropileno, hules de etileno propileno dieno, hules de estireno butadieno, huíes de mezclas con poliolefinas, poliuretanos, poliamidas, poliésteres, polisiloxanos y fluoropolímeros, y mezclas de los mismos.
4. La composición derretida tal y como se describe en la reivindicación 1, caracterizada porque el compuesto químico activado por calor es seleccionado del grupo consistente de isopentano e isobutano.
5. La composición derretida tal y como se describe en la reivindicación 1, caracterizada porque las caparazones poliméricas comprenden un copolímero de acrllonitrilo y metacrilonitrilo.
6. La composición derretida tal y como se describe en la reivindicación 1, la cual comprende además un promotor de reticulación.
7. La composición derretida tal y como se describe en la reivindicación 6, caracterizada porque el promotor de reticulación comprende un promotor de reticulación por radiación, preferentemente caracterizado porque el promotor de reticulación por radiación comprende trimelitato de trimetilolpropano.
8. La composición derretida tal y como se describe en la reivindicación 1, la cual comprende además por lo menos un aditivo, siendo seleccionado dicho aditivo del grupo consistente de un antioxidante, un estabilizador de calor, un colorante y un desactivador de metal.
9. La composición derretida tal y como se describe en la reivindicación 1, caracterizada porque el agente de soplado está presente en la composición derretida en un porcentaje en peso desde aproximadamente el 0.1% hasta aproximadamente el 10%, preferentemente en donde el agente de soplado está presente en dicha composición derretida a un porcentaje en peso desde aproximadamente el 1% hasta aproximadamente el 7%.
10. La composición derretida tal y como se describe en la reivindicación 1, caracterizada porque las caparazones polimóricas del agente de soplado tienen un diámetro de aproximadamente 3 µ?t? hasta aproximadamente 60 µp?, preferentemente caracterizado porque las caparazones poliméricas del agente de soplado tienen un diámetro de aproximadamente 6 µ?? hasta aproximadamente 40 µ??.
11. La composición derretida tal y como se describe en la reivindicación 1, caracterizada porque la composición comprende: (1) desde aproximadamente el 80% hasta aproximadamente el 99.9% en peso de un polímero básico de copolímero de etileno/acetato de vinilo. (2) de aproximadamente el 0.1% hasta aproximadamente el 10% en peso del agente de soplado; y (3) opcionalmente, de aproximadamente el 0% hasta aproximadamente el 19.9% en peso de un rellenador opcional.
12. Un método para la fabricación de un tubo de espuma de polímero que se contrae por calor, el cual comprende: (1) proporcionar una composición derretida, comprendiendo dicha composición derretida por lo menos un material básico de polímero y un agente de soplado, teniendo el material básico de polímero una temperatura de fusión y el agente de soplado teniendo una temperatura de activación mayor que la temperatura de fusión; (2) la mezcla de la composición derretida; (3) extruir la composición derretida a través de un dado para crear un tubo de espuma extruido que tiene una superficie interior y una superficie exterior; y (4) un procesamiento posterior del tubo de espuma extruido.
13. El método tal y como se describe en la reivindicación 12, caracterizado porque el paso de mezclado se realiza en una temperatura mayor que la temperatura de fusión del material básico de polímero.
14. El método tal y como se describe en la reivindicación 12, caracterizado porque el paso de extrusión se lleva a cabo en una temperatura mayor o igual a la temperatura de activación del agente de soplado.
15. El método tal y como se describe en la reivindicación 12, caracterizado porque la formación de espuma de la composición derretida ocurre concurrentemente con el paso de extrusión de la composición derretida.
16. El método tal y como se describe en la reivindicación 12, caracterizado porque el paso de procesamiento posterior del tubo de espuma extruida comprende: (a) la reticulación del tubo de espuma extruida; y (b) la expansión del tubo de espuma extruida, preferentemente caracterizado porque el paso de reticulación del tubo de espuma extruida comprende la irradiación del tubo de espuma.
17. El método tal y como se describe en la reivindicación 16, caracterizado porque el paso del procesamiento posterior comprende además: (c) el calentamiento del tubo de espuma extruido después de la reticulación; (d) la presurización de las superficies interior y exterior del tubo de espuma extruido; y (e) el enfriamiento del tubo de espuma extruido, preferentemente caracterizado porque el paso de presurización de las superficies interior y exterior del tubo de espuma extruido comprende someter las superficies interior y exterior del tubo de espuma extruido a un diferencial de presión.
18. El método tal y como se describe en la reivindicación 12, caracterizado porque el paso de extrusión se realiza con un dado anular.
19. Un tubo de polímero de espuma que se contrae por calor que comprende una primera capa de un tubo de polímero de espuma extruido, teniendo la primera capa un contenido de huecos y comprendiendo la composición tal y como se describe en la reivindicación 1.
20. El tubo de polímero de espuma que se contrae por calor tal y como se describe en la reivindicación 19, caracterizado porque la primera capa es una capa interior del tubo y el tubo comprende además una segunda capa, la cual comprende una capa exterior del tubo de polímero de espuma extruido, teniendo la capa exterior un contenido de huecos y que comprende: (1) por lo menos un polímero básico; y (2) un agente de soplado, comprendiendo el agente de soplado: (a) una pluralidad de caparazones poliméricas; y (b) por lo menos un compuesto químico activado por calor, estando encapsulado dicho compuesto químico activado por calor en las caparazones poliméricas.
21. El tubo de polímero de espuma que se contrae por calor tal y como se describe en la reivindicación 20, caracterizado porque el polímero básico de la capa interior comprende un material semi-cristalino.
22. El tubo de polímero de espuma que se contrae por calor tal y como se describe en la reivindicación 20, caracterizado porque el polímero básico de la capa exterior comprende un material elastomérico.
23. El tubo de polímero de espuma que se contrae por calor tal y como se describe en la reivindicación 20, caracterizado porque el contenido de huecos de la capa exterior es mayor que el contenido de huecos de la capa interior.
24. El tubo de polímero de espuma que se contrae por calor tal y como se describe en la reivindicación 20, caracterizado porque la capa interior comprende además un material de rellenador de pegado, preferentemente en donde el rellenador de pegado es seleccionado consistentemente del grupo de resinas novolak, resinas parcialmente polimerizadas, ásteres de resina de aceite de sebo y resinas termoplásticas aromáticas de bajo peso molecular.
25. El tubo de polímero de espuma que se contrae por calor tal y como se describe en la reivindicación 20, caracterizado porque la capa interior y la capa exterior son co-extruidas.
26. El tubo de polímero de espuma que se contrae por calor tal y como se describe en la reivindicación 20, el cual comprende además, por lo menos una capa intermedia entre la capa interior y la capa exterior, preferentemente en donde por lo menos una capa intermedia comprende un polímero de espuma.